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방탄조끼의 재질에대해서 알려주세요
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.구경이 큰 권총탄은 소프트 아머로도 막을 수 있지만, 소총탄을 막는 레벨 3과 4는 어쩔 수 없이 라이플 플레이트를 삽입하게 된다. 보통 세라믹 기반의 방탄판, 방탄섬유를 적층하고 딱딱하게 굳혀 만든 하드 파이버 래미네이트 판, 그리고 강철판이나 티타늄판을 사용하는 금속계 방탄판으로 대충 나뉩니다.섬유 계열 연질 삽입물: 케블라 등의 고강도 섬유 재질을 써서 직조한 삽입물. 실을 짜서 만든 천이라 상대적으로 잘 휘는 편이다. 물론 튼튼한 만큼 섬유치고는 매우 뻣뻣하다. 섬유 형태로 짜서 만든 것이기 때문에 방어력은 아무리 좋아도 레벨 IIIA가 한계다. 종종 강하게 찍은 아이스 픽에도 뚫리지만, 상대적으로 가볍고 가격이 싼 편이며, 시중에 판매하는 전술 조끼나 플레이트 캐리어에 넣으면 바로 방탄조끼로 만들 수도 있어서, 저렴하게 구해서 사격 연습할 때 안전장구로 사용하는 경우도 많다. 다만 섬유재라 수명 한계가 있고 땀과 습기에 취약한 편(어느 정도 습기에 강한 소재로 만든 경우도 있다). 비교적 최근 개발된 M5 섬유는 케블라나 스펙트라보다 강하면서 훨씬 가볍고 잘 불타지 않는 성질이 있어서, 방탄복 안에 삽입하는 판뿐만 아니라 외부 피복 등에 쓰이기에도 적합해 실용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.티타늄: 주로 냉전기 소련에서 쓰인 방탄재, 소련-아프가니스탄 전쟁 당시 헬리콥터 파일럿들에게 지급된 BZh-2, 보병용 방탄복인 6B 계열 등이 있었다.금속판: AR500 강판이 대표적으로, 여러 번 막을 수 있지만 무겁다.[21] 가격이 저렴하고 쉽게 구할 수 있다. 철판 자체의 강성과 경도를 이용해서 상대적으로 무른 납과 구리로 된 탄자를 깨트려 방어한다. 때문에 같은 위치에 여러 발 맞아도 거뜬히 방어한다. 다만 깨진 탄자 파편이나 도탄한 총탄이 턱 같은 엉뚱한 방향으로 튀어서 일을 더 크게 만드는 상황이 생길 수 있는 게 문제이다. 잘 쓰려면, 그 위에 도탄 하지 않도록 코팅해서 파는 업체를 찾아보는 것이 좋다. 또한 세라믹에 비해 경도가 낮아서 철갑탄처럼 경도가 비슷하거나 높은 탄자에는 취약한 편이라, 거의 대부분 레벨III짜리다.판형 세라믹 삽입물: 무게 대비 뛰어난 성능을 보이는 제품이 주로 이 물질을 쓴다. 금속계에 비해 비교적 가볍고 비싸다. NIJ IV 방탄판을 원한다면 이 소재를 찾는 수밖에 없다. 소총탄에 직격하면 하얀 충전물이 부스러지면서 패이지만 그 과정에서 충격을 흡수해 방어력이 높고, 무게에 비해 월등한 성능을 뽐낸다. 하지만 세라믹 계열은 충격에 약해서, 바닥에 떨구면 안쪽에 금이 가 폐품이 되기 십상이라 주기적으로 비파괴 검사를 거쳐야 하는 등 관리가 까다로운 데다, 한번 총알을 방어하면 세라믹 충전물이 바스라지기 때문에 같은 부위에 또 맞으면 방어력이 없다시피하고 수명도 정해져 있다.출처:나무위키
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기계공학
23.07.29
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지구과학 용어 중에 빙하호는 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.빙하의 영향으로 만들어진 호수 또는 연못 등의 총칭으로, 크게 빙하의 침식작용에 의해 형성된 것과 퇴적작용에 의한 것이 있다.빙하의 침식작용인 빙식작용에 의한 것은 주로 권곡(Kar), U자곡, 또는 산록빙하(山麓氷河)나 대륙빙하의 침식에 의해 생긴 와지 등에 물이 고여 형성된 것을 가리키며, 특히 빙식평원의 특징상 기반암이 불규칙하게 파이거나 하계망(河系網)이 발달하지 못하여 곳곳에 물이 고인 호소가 많다. 빙하의 퇴적작용에 의해서 생기는 호소에는 빙하 말단에 쌓인 종퇴석 등에 막혀 형성되는 것과 대륙빙하의 밑바닥에서 형성되는 드럼린(drumlin)이나 에스커(esker) 사이에 물이 고여 형성된 것, 또 대륙빙하가 후퇴할 때 형성된 빙력토 평원(till plain) 내 배수가 불량하여 생긴 것들이 있다. 또한 빙하 자체가 물을 막아서 호수가 생성되기도 한다. 이러한 이유로 빙하작용을 받은 지역에는 빙하호가 많은 것이 특징이며, 핀란드나 스웨덴 같은 북유럽의 나라들이 호수의 나라로 불리는 이유도 바로 빙하호 때문이다.출처:네이버지식백과
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지구과학·천문우주
23.07.27
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소금물에 상한 달걀을 넣으면 왜 물위로 뜨는 건가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.계란이 소금물에 뜨게 되는 이유는 계란의 호흡에 따른 수양화 현상으로 비중이 감소하기 때문입니다. 계란이 수양화 현상(퍼지는 현상)에 의해 수분이 증발해서 비중이 줄어들고, 부패가 시작되면 가스가 발생하면서 더 가벼워집니다.신선한 계란의 경우에는 비중이 높기 때문에 바로 가라앉겠지만 일정 시간이 지나서 신선도가 떨어진 계란이라면 소금물에서 뜨게 되는 것입니다. 소금물이 아닌 일반 물에서도 쉽게 뜨는 계란이라면 부패 정도가 심한 계란입니다.신선한 계란은 비중이 1.0784~1.0914인데 시간이 지날수록 매일 0.0017~0.0018씩 감소합니다. 이것은 난각(계란껍데기)의 기공을 통해 수분이 증발하기 때문으로 이로 인하여 계란의 뭉툭한 부분에 있는 기실의 크기가 커지면서 부력이 커지기 때문입니다.
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화학
23.07.27
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전고체 배터리는 이차전지 배터리 대비 어떤 장점이 있나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.전기를 흐르게 하는 배터리 양극과 음극 사이의 전해질이 액체가 아닌 고체로 된 차세대 2차전지(충전해서 반영구적으로 사용하는 전지)이다. 현재 가장 많이 사용되는 2차전지인 리튬이온 배터리의 경우 액체 전해질로 에너지 효율이 좋지만, 수명이 상대적으로 짧고 전해질이 가연성 액체여서 고열에 폭발할 위험이 높다. 반면 전고체 배터리는 전해질이 고체이기 때문에 충격에 의한 누액 위험이 없고, 인화성 물질이 포함되지 않아 발화 가능성이 낮아 상대적으로 안전하다. 또 액체 전해질보다 에너지 밀도가 높으며 충전 시간도 리튬이온 배터리보다 짧다. 여기다 대용량이 구현이 가능해 완전 충전할 경우 전기차의 최대 주행거리를 800km로 늘릴 수 있다. 특히 전고체 배터리는 확장성이 높아 플렉서블(flexible) 배터리로 활용할 수 있어 리튬이온 배터리를 대체할 기술로 주목받고 있다. 그러나 고체 전해질의 경우 액체 전해질보다 전도성이 낮아 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 또 2020년 5월 현재까지 전고체 배터리 양산에 성공한 기업은 없으며 배터리 규격 국제 표준화, 수명 예측 기술 개발 등이 필요해 상용화에는 시간이 걸릴 전망이다.출처:네이버지식백과
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화학
23.07.27
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알칼리 금속이라고 불리는 금속이 있나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.알칼리 금속은 주기율표의 1족에 속하는 원소로 수소를 제외한 리튬(Li), 소듐(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr)의 6개 원소를 일컫는다.알칼리 금속은 대체로 은백색이고, 상대적으로 다른 금속들에 비해서 매우 무르며 밀도, 녹는점, 끓는점이 낮은 고체 금속들이다. 반응성이 매우 강해서 공기 중의 산소와 반응하여 산화물을 형성하고 그 과정에서 금속 광택을 잃는다.물과 반응하여 수소 발생 및 수산화물을 형성하여 강한 염기성을 보이는 것에서 알칼리 금속이라는 명칭이 유래하였다.여러 비금속 원소와 반응하며 특히 할로젠과 직접 반응하여 염(salt)을 형성한다. 수소와 반응해서는 수소화물을 형성한다.소듐과 포타슘은 바닷물 및 암염 등의 형태로 다량 존재하나 나머지는 쉽게 얻기 어려우며 특히 프랑슘은 수명이 짧은 방사성 원소로 극미량 존재한다.알칼리 금속은 이러한 염을 고온에서 용해 및 전기 분해 과정을 통해서 얻을 수 있다.알칼리 금속의 존재 유무는 불꽃 반응을 통해서 확인할 수 있다. 리튬은 진홍색, 소듐은 노란색, 포타슘은 옅은 보라색, 루비듐은 짙은 붉은색, 프랑슘은 청자색을 나타낸다.알칼리 금속은 원자가 전자가 1개이고, 전자 1개를 잃고 1가 양이온이 되기 쉽다.같은 주기에서 다른 족 원소들과 비교하면 상대적으로 원자 반지름은 큰 편이며, 이온화 에너지는 작으므로 산화되기 쉬운 성질을 가진다. 이러한 특성으로 인해서 알칼리 금속은 표준 환원 전위 값이 매우 큰 음의 값을 보인다.출처:네이버지식백과
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화학
23.07.26
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화면터치에서 손만 인식되는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.‘정전용량 방식(이하 정전식) 터치스크린’은 우리 몸에 있는 정전기를 이용하는 방식이다. 즉 액정 유리에 전기가 통하는 화합물을 코팅해서 전류가 계속 흐르도록 만들고, 화면에 손가락이 닿으면 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 된다. 그러면 터치스크린 모퉁이의 센서가 이를 감지해서 입력을 판별하게 된다.따라서 화면을 살짝 스치듯 만져도 터치 입력이 가능(감성적인 느낌 연출)하며, 멀티 터치(여러 접촉 부위를 동시에 인식)를 지원한다. 또한 유전체(전기가 통하는 화합물)가 코팅된 액정 유리를 사용했기 때문에 화질이 저하될 염려도 없다.출처:네이버지식백과
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전기·전자
23.07.26
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구리는 왜 공기중 산화하나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.구리는 가장 널리 사용되고 있는 전도체다. 하지만 구리는 공기 중에 노출되면 쉽게 산화돼 붉은 갈색에서 청록색으로 바뀐다. 그래서 초정밀 소재 등의 전기회로에는 구리보다 전기전도성도 나쁘고 훨씬 더 비싼 금이 사용되고 있다. 최근 국내 연구팀이 구리를 단원자층 높이의 얇은 박막으로 만들면 산화하지 않는다는 것을 알아냈다.정세영 부산대 광메카트로닉스공학과 교수와 김영민 성균관대 에너지과학과 교수, 김성곤 미국 미시시피주립대 천체물리학과 교수 공동 연구팀은 두께가 4㎚, 거칠기가 0.2㎚에 불과한 세계에서 가장 얇고 매끈한 초평탄 단결정 구리박막을 만들었다. 그리고 이 구리 박막을 1년간 공기 중에 노출시킨 뒤, 고분해능 투과전자현미경을 사용해 관측했다. 그 결과 일반적으로 구리표면에서 관찰되는 자연 산화막은 물론, 원자 한층 수준의 산화도 관찰되지 않았다.연구팀은 표면 거칠기가 두 원자층 이상일 경우, 구리 내부로 산소 침투가 쉽게 진행되지만 완벽하게 평평한 면이거나 단원자층일 때는 산소가 침투하기 어려워 산화가 일어나지 않는다는 것을 확인했다. 이뿐만 아니라 초평탄 박막 표면에 있는 산소는 산소 자리의 50%가 차면 더 이상 다른 산소가 접근하지 못하도록 밀어내어 산화를 억제하는 기능도 있다는 것을 알아냈다.
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화학
23.07.26
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업사이클과 리사이클은 무슨 차이인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.업사이클이란 새활용이라도 부르며 폐기물이나 부산물과 같이 더 이상 쓸모가 없어져 버려진 물건을 다시 새로운 디자인으로 재해석해 환경적이면서도 예술적인 가치를 높이는 재활용 방식을 뜻하는데요. 여기에서 새활용이란 우리가 흔히 말하는 리사이클과 합성된 단어로, 물질이 지닌 재활용의 의미에서 조금 더 업그레이드된 개념이라고 생각하시면 되는데요. 이미 버려진 물건에 새로운 디자인을 입혀 다른 부분의 가치를 창조해 내는 제품을 뜻합니다.우리나라의 대표적인 업사이클 제품은 고장 난 우산을 모아 지갑을 만들고, 군사용 낙하산 천을 이용해 새로운 가방 디자인을 만드는 '큐플리프' 기업이 이러한 업사이클 제품을 판매해 나가고 있습니다.리사이클이란 단어 뜻 그대로 특정 물건을 다시 사용하는 것을 말하는데요. 원자재로 가공된 1차 생산품을 한번 사용하고 난 뒤 다시 이러한 가공 처리 과정을 거쳐 원래 가지고 있던 기능의 용도로 사용하거나, 아니면 아예 다른 의미를 지닌 용도로 활용할 수도 있습니다.리사이클과 분리배출은 엄연히 다른 개념을 가지고 있는데요. 분리배출은 단순히 우리가 일상생활 속에서 사용했던 쓰레기가 제대로 재활용될 수 있도록 구분하는 작업을 뜻하고, 리사이클은 그렇게 분리되어 버려진 재활용 쓰레기를 새로운 자원으로 사용하는 것을 말합니다.그리고 재활용은 쓰레기를 분리배출하는 것을 일컫기도 하지만, 재활용 과정을 거친 물건이 다시 자원으로 활용되어 재생 원료로 바뀐 뒤 다른 용도로 사용되는 것처럼 이러한 모든 과정과 범위를 더하여 포괄적인 내용을 담고 있는데요. 재활용이라는 단어 자체가 리사이클, 업사이클을 위한 전체의 과정을 포함하고 있는 이러한 행위 자체를 뜻하는 단어이기도 한 것입니다.
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화학
23.07.26
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온도에 따라 변하는 시온 잉크의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.'카멜레온 잉크(시온 잉크, 시온 안료, 측온 안료 등)'라고 하는데요.대부분 물질은 온도가 변해도 색이 변하지 않죠. 하지만 카멜레온 잉크에 사용된 사용된 화학물은 온도에 따라 모양과 전자의 밀도가 달라지는데, 이에 따라 흡수하는 빛의 파장도 달라집니다. 그래서 온도에 따라 색이 변하는 것이지요. 이런 잉크는 주로 변하기 쉬운 유기화합물을 이용해서 만든다고 합니다.
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화학
23.07.26
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금성의 자전주기는 왜이리 느린건가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.수성의 자전주기는 58일, 금성의 자전주기는 243일로 알려져 있습니다.그러나 왜 수성과 금성의 자전주기가 이렇게 긴지 의문이 드실 수도 있습니다. 이는 각 행성의 내부적인 구조와 태양계의 형성 과정 때문입니다.우선 수성은 작고 밀도가 높은 행성으로, 자전하는 데 걸리는 시간이 상대적으로 짧습니다. 반면에 금성은 지금까지 알려진 가장 큰 규모의 혁신적인 행성으로, 내부 구조와 자력 등이 복잡하여 자전 주기가 오래 걸립니다.또한, 지구와 비교해 보면 수성과 금성은 태양과 가까워서 태양 중력의 영향을 받는 정도가 강합니다. 이로 인해 자전하는 데 걸리는 시간이 더 길어질 수 있습니다.따라서, 수성과 금성의 자전주기가 이렇게 긴 이유는 각각의 내부적인 구조와 태양 중력의 영향 때문이라고 할 수 있습니다.
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지구과학·천문우주
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