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태양보다 500조 밝은 천체는 도대체 어떤 행성인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.최근 발견된 태양보다 500조 배 밝은 천체는 '행성'이 아니라 '초대질량 블랙홀' 주변의 '쿼사'일 가능성이 높습니다. 이러한 천체의 밝기는 주로 블랙홀에 물질이 빨려 들어가면서 방출되는 극도의 에너지 때문입니다. 쿼사(Quasar)는 매우 초기 우주에 존재하는, 극도로 밝고 에너지가 많은 천체로, 이는 주로 거대한 블랙홀이 주변의 별이나 가스를 삼키면서 발생하는 방대한 양의 에너지 때문에 발생합니다.쿼사의 특징초대질량 블랙홀: 쿼사는 강력한 중력장을 가진 초대질량 블랙홀 주변에서 형성됩니다. 이 블랙홀은 태양 질량의 수억에서 수십억 배에 달할 수 있습니다.방대한 에너지 방출: 블랙홀로 물질이 빨려 들어갈 때, 물질은 매우 고온의 원반을 형성하며 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출됩니다. 이 에너지는 빛, X-선, 감마선 등 다양한 형태로 방출될 수 있습니다.매우 먼 거리: 쿼사는 우주의 초기 상태를 연구하는 데 중요한 천체입니다. 그들은 우리로부터 수십억 광년 떨어져 있으며, 그들이 방출하는 빛이 우리에게 도달하는 데 수십억 년이 걸립니다.주변 별들에 대한 영향쿼사가 방출하는 엄청난 양의 에너지와 열기는 주변 환경에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 쿼사의 강력한 방사선은 가까운 지역의 가스 구름을 이온화시키고, 별 형성을 촉진하거나 방해할 수 있습니다. 특히, 쿼사로부터 나오는 강력한 방사선은 주변의 분자 구름을 파괴하여 별 형성을 억제할 수도 있습니다. 반면, 일부 연구에서는 쿼사의 활동이 특정 조건에서는 가스를 압축시켜 새로운 별이 형성되는 것을 촉진할 수도 있다고 제안합니다.그러나 쿼사로부터의 에너지 방출이 주변 별들에 미치는 구체적인 영향은 쿼사의 활동 정도, 주변 물질의 분포 및 밀도, 그리고 거리와 같은 여러 요소에 따라 달라집니다. 쿼사가 위치한 은하 내부 또는 그 근처의 환경에 대한 영향은 상당히 복잡하며, 현재도 활발히 연구되고 있는 주제 중 하나입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.05
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히알루론산은 몸에서 어떤 반응이 일어나나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.히알루론산은 자연적으로 우리 몸, 특히 피부, 눈, 관절의 윤활액에서 발견되는 물질로, 뛰어난 수분 유지 능력으로 잘 알려져 있습니다. 히알루론산 분자는 물 분자를 끌어당겨 자신의 무게의 수천 배에 달하는 물을 보유할 수 있습니다. 이 특성 때문에 히알루론산은 피부 관리 제품에서 보습제로 널리 사용됩니다.히알루론산의 보습 효과히알루론산을 경구로 섭취하거나 피부에 바르는 것은 피부의 수분 함량을 증가시킬 수 있습니다. 피부의 수분 함량을 높이면 피부가 더 촉촉해지고, 주름이 줄어들며, 전반적인 피부 건강이 개선될 수 있습니다. 또한, 히알루론산은 피부를 건강하게 유지하는 데 도움을 주어 외부 환경으로부터 피부를 보호하는 역할을 합니다.수분 손실과 히알루론산 섭취물을 마실 때 몸에서 수분이 빠져나가는 것은 신장의 기능과 신체의 수분 조절 메커니즘에 관련되어 있습니다. 히알루론산을 섭취하는 것이 신체의 수분 유지에 도움을 줄 수는 있지만, 이것이 직접적으로 신체의 수분 손실률을 감소시키거나 소변을 통한 수분 배출을 줄이는 데 영향을 미친다고 보기는 어렵습니다.신체의 수분 조절은 훨씬 복잡하며, 호르몬, 신장의 기능, 섭취하는 음식과 음료, 그리고 환경적 요인 등 여러 가지 요소에 의해 영향을 받습니다. 따라서 물을 마시는 족족 소변으로 빠져나가는 것이 문제라면, 신체의 수분 조절 메커니즘이나 다른 건강 문제를 확인하기 위해 의료 전문가와 상의하는 것이 좋습니다.결론히알루론산은 피부의 수분 함량을 증가시켜 피부를 촉촉하게 유지하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 그러나 신체의 전반적인 수분 조절에 있어서는 히알루론산 섭취가 직접적인 해결책이 되기보다는 피부 보습에 더 큰 영향을 미칩니다. 수분 손실이나 건조한 피부가 걱정된다면, 충분한 수분 섭취와 함께 보습제 사용, 영양 섭취 및 생활 습관의 조정 등 종합적인 접근 방식을 고려하는 것이 중요합니다.
학문 / 화학
24.03.05
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우주에서 무중력이 되면 우주선의 연료공급 역시 불가능하지 않나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.무중력 상태에서도 우주선이 연료를 효과적으로 공급받고 연소할 수 있는 것은 특별히 설계된 연료 공급 시스템 덕분입니다. 우주 공간에서의 연료 공급과 연소는 지구의 중력이 작용하는 환경과는 다른 방식으로 이루어집니다. 이를 가능하게 하는 몇 가지 기술적 방법들은 다음과 같습니다:표면장력을 이용한 연료 공급우주선의 연료 탱크는 연료의 표면 장력을 이용하여 연료가 연소실로 향하도록 설계되어 있습니다. 표면 장력은 액체 내의 분자 간의 인력으로, 액체를 모으고 특정 방향으로 이동시키는 데 사용됩니다. 연료와 산화제 탱크에는 연료를 엔진으로 이동시키는 데 도움을 주는 내부 구조(예: 와이어 메시, 스폰지 같은 재료)가 있어, 이들 구조를 통해 액체가 필요한 방향으로 이동하게 됩니다.압력을 이용한 연료 공급우주선은 또한 탱크 내부에 압력을 가하여 연료와 산화제를 엔진으로 밀어내는 방식을 사용합니다. 탱크에 가스(헬륨 또는 질소와 같은 비활성 가스)를 압축하여 주입함으로써 액체 연료와 산화제가 압력을 받아 엔진으로 이동하게 됩니다. 이 과정에서 연료와 산화제는 연소실에서 만나 연소가 일어납니다.전기모터를 이용한 펌프 시스템일부 우주선 엔진은 전기모터를 사용하여 연료와 산화제를 펌프로 이동시키는 시스템을 갖추고 있습니다. 이러한 펌프 시스템은 무중력 환경에서도 연료를 정확하게 엔진으로 공급할 수 있도록 해 줍니다.연소 기술우주선 엔진은 연소실에서 연료와 산화제가 효율적으로 혼합되고 연소될 수 있도록 설계되어 있습니다. 연소실 내부에서의 연소 과정은 무중력 환경에서도 충분한 추력을 생성할 수 있도록 최적화되어 있습니다.결론무중력 환경은 분명히 우주선의 연료 공급과 연소에 대한 특별한 고려가 필요하게 만듭니다. 하지만 현대의 우주 항공 공학은 이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 기술적 방법들을 개발했습니다. 이들 시스템은 우주선이 무중력 상태에서도 연료를 효과적으로 공급받고, 안정적으로 연소하여 우주 공간을 탐사할 수 있게 해 줍니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.05
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소금과 설탕의 녹는점이 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.소금(나트륨 클로라이드, NaCl)과 설탕(자당, C12H22O11)의 녹는점이 크게 다른 이유는 이들의 화학적 구조와 결합의 종류에서 기인합니다. 이 두 물질은 비록 가루 형태로 비슷해 보일 수 있지만, 그들의 분자 구조와 결합력에서 근본적인 차이를 가지고 있습니다.화학적 구조의 차이소금 (나트륨 클로라이드, NaCl): 소금은 이온 결합으로 이루어진 결정체입니다. 나트륨(Na)과 염소(Cl) 이온이 전기적 인력에 의해 서로 결합하며, 이러한 이온 결합은 매우 강력합니다. 이온 결합의 강력한 특성 때문에 소금의 결정체를 녹이기 위해서는 높은 에너지가 필요하며, 이것이 소금의 녹는점이 높은 주된 이유입니다.설탕 (자당, C12H22O11): 설탕은 공유 결합을 통해 이루어진 유기 화합물입니다. 탄소(C), 수소(H), 그리고 산소(O) 원자들이 공유 결합으로 연결되어 있으며, 이 공유 결합은 이온 결합에 비해 상대적으로 약합니다. 설탕 분자 사이의 결합력이 소금의 이온 결합보다 약하기 때문에, 설탕을 녹이는 데 필요한 에너지가 적어 녹는점이 낮습니다.녹는점을 결정하는 요소녹는점을 결정하는 가장 중요한 요소는 결합의 종류와 강도입니다. 결합이 강할수록 더 많은 에너지를 가해야 그 결합을 깨트리고 물질을 액체 상태로 변화시킬 수 있습니다. 결합의 종류는 다음과 같습니다:이온 결합: 금속과 비금속 사이의 강력한 전기적 인력에 의해 형성됩니다. 이온 결합을 가진 물질은 일반적으로 높은 녹는점을 가집니다.공유 결합: 비금속 원자들 사이에 전자를 공유함으로써 형성됩니다. 공유 결합 물질의 녹는점은 이온 결합 물질에 비해 낮을 수 있습니다, 그러나 이것은 결합의 종류뿐만 아니라 분자 사이의 상호작용 강도에도 의존합니다.금속 결합: 금속 원자들 사이에 형성되며, 전자가 자유롭게 이동할 수 있는 구조를 가집니다. 금속의 녹는점은 금속의 종류에 따라 크게 다양합니다.이 외에도 분자 사이의 다른 상호작용(예: 수소 결합, 반데르발스 힘)과 결정 구조의 복잡성도 녹는점에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 기본적으로 결합의 종류와 강도가 녹는점을 결정하는 가장 근본적인 요소입니다.
학문 / 화학
24.03.05
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우주 행성의 질량이 달라지면 궤도가 바뀌거나 이탈할 수도 있나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.우주 행성의 지하 자원을 채취하는 것이 그 행성의 질량에 변화를 줄 수 있다는 것은 이론적으로 맞습니다. 하지만, 질량 변화가 행성의 궤도에 미치는 영향은 매우 미미할 것입니다. 이는 질량-궤도 관계와 우주 규모의 힘들 사이의 상호작용에 기반합니다.질량 변화와 궤도행성의 궤도는 주로 그 행성의 질량, 주변의 다른 천체의 질량 (예: 태양), 그리고 이들 사이의 거리에 의해 결정됩니다. 뉴턴의 만유인력 법칙에 따르면, 두 물체 사이의 인력은 두 물체의 질량에 비례하고 그 거리의 제곱에 반비례합니다. 따라서, 행성의 질량이 아주 미세하게 변한다 하더라도, 그 영향은 태양과 같은 대규모 천체와의 거대한 인력에 비하면 무시할 수 있을 정도로 작습니다.궤도 변화 가능성행성에서 상당량의 자원을 채취하여 그 질량에 변화를 준다 하더라도, 이러한 변화가 궤도에 미치는 영향은 매우 미미할 것입니다. 궤도를 변화시키기 위해서는 질량뿐만 아니라 그 질량의 분포, 행성의 속도, 그리고 주변 천체들과의 상호작용 등 많은 요소들이 고려되어야 합니다.이탈 가능성행성이나 위성이 자신의 궤도를 이탈하여 우주 공간으로 나가려면, 탈출 속도에 이르거나 초과하는 속도가 필요합니다. 이는 지표면에서의 대규모 자원 채취와는 무관한 것으로, 행성의 질량이 현저하게 감소하지 않는 한 발생하기 어렵습니다. 또한, 태양계 내의 행성들은 태양의 중력에 의해 안정적인 궤도를 유지하고 있으므로, 이들이 갑자기 궤도를 이탈하는 것은 현실적이지 않습니다.결론행성에서 자원을 채취하는 것이 질량 변화를 초래할 수는 있으나, 이 변화가 행성의 궤도나 위치에 유의미한 영향을 미치기에는 그 변화의 규모가 너무 작습니다. 따라서, 우주 광물 채취가 행성의 궤도 변화나 이탈을 직접적으로 초래할 가능성은 매우 낮다고 볼 수 있습니다. 우주 광물 채취의 가능성과 그 영향은 다른 요소들, 예를 들어 환경적 또는 경제적 영향에 더 초점을 맞출 필요가 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.05
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소리의 파동은 얼마나 멀리까지 전달이 되나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.소리의 파동이 얼마나 멀리까지 전달되는지는 여러 요소에 따라 달라집니다. 이러한 요소에는 소리의 출처, 주변 환경, 소리의 주파수, 그리고 대기 조건 등이 포함됩니다. 일반적으로 소리는 에너지 손실이 발생하기 전까지 공기, 물, 또는 다른 매질을 통해 전달될 수 있습니다.예를 들어, 대기 중에서 소리는 일반적으로 수십에서 수백 미터까지 전달될 수 있으며, 특정 조건 하에서는 수 킬로미터까지 전달될 수도 있습니다. 예를 들어, 폭발이나 번개와 같은 큰 소리는 수십 킬로미터 떨어진 곳에서도 들릴 수 있습니다.물속에서는 소리가 공기 중보다 훨씬 더 멀리 전달됩니다. 예를 들어, 고래의 울음소리는 물속에서 수백 킬로미터 떨어진 곳에서도 들을 수 있습니다. 이는 물이 공기보다 밀도가 높아 소리 파동이 더 효율적으로 전달되기 때문입니다.소리의 주파수도 전달 거리에 영향을 미칩니다. 낮은 주파수의 소리(저음)는 높은 주파수의 소리(고음)보다 더 멀리 전달됩니다. 이는 낮은 주파수의 파동이 장애물을 더 쉽게 우회하고 에너지 손실이 적기 때문입니다.하지만 정확한 거리를 결정하는 것은 매우 복잡한 일이며, 특정 상황에서 소리가 얼마나 멀리까지 전달될 수 있는지를 알기 위해서는 많은 변수를 고려해야 합니다.참고가 되셨으면 합니다
학문 / 전기·전자
24.03.04
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빛보다 빠른 물질이 현재 없나여?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.현재 물리학의 이해에 따르면, 빛(또는 다른 전자기파)은 진공에서의 최대 속도, 즉 광속으로 이동합니다. 광속은 초당 약 299,792 킬로미터(186,282 마일)입니다. 아인슈타인의 상대성 이론은 광속을 초월하는 물질의 속도는 물리 법칙에 의해 허용되지 않는다고 설명합니다. 이 이론에 따르면, 물질이 광속에 가까워질수록 그 물질의 질량은 무한대로 증가하며, 이를 가속하기 위해 필요한 에너지 역시 무한대가 됩니다. 따라서, 빛보다 더 빠르게 움직일 수 있는 물질은 존재하지 않는다고 봅니다.그럼에도 불구하고, 과학자들은 이론상으로 광속을 초월할 수 있는 개념들을 탐구해왔습니다. 예를 들어, "웜홀"은 시공간의 두 점을 직접 연결하여 광속으로 이동하는 것보다 빠르게 먼 거리를 여행할 수 있는 가상의 통로로 제안되었습니다. 하지만 이러한 개념은 현재로서는 순전히 이론적이며, 실제로 존재하거나 실현 가능한지에 대해서는 아직 알려진 바가 없습니다.또한, 양자역학에서는 "얽힘(entanglement)" 상태에 있는 입자들이 서로 즉각적으로 정보를 교환하는 것처럼 보이는 현상을 관찰했습니다. 이러한 현상은 때때로 "양자 얽힘"이 광속을 초월하는 것처럼 보이게 하지만, 이것을 정보 전송이나 물질의 실제 이동에 사용할 수 있다는 증거는 없습니다. 양자 얽힘은 정보 전송의 속도 제한을 우회하는 방법을 제공하지 않으며, 상대성 이론이 정한 광속의 한계를 직접적으로 위반하지 않습니다.결론적으로, 현대 물리학의 범위 내에서는 빛보다 더 빠른 물질이나 정보 전송 방법은 존재하지 않습니다. 빛의 속도는 우주의 기본적인 속도 제한으로 간주됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.04
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트럭에 요소수가 하는 역할은??
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.요소수는 디젤 엔진을 사용하는 차량, 특히 대형 트럭과 버스에서 배출가스를 정화하기 위해 사용됩니다. 요소수는 주로 질소산화물(NOx)이라는 환경과 인체에 해로운 가스의 배출을 줄이는 데 목적이 있습니다. 이 과정은 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR) 기술을 통해 이루어집니다.요소수와 SCR 기술SCR 기술은 배출가스 처리 시스템의 일부로, 디젤 엔진에서 발생하는 질소산화물(NOx)을 물과 질소(N2)로 전환시키는 화학 반응을 촉진합니다. 이 과정에서 요소수가 핵심 역할을 합니다. 요소수는 약 32.5%의 고순도 요소(화학식: NH2CONH2)와 물을 혼합한 용액으로 구성되어 있습니다.작동 원리요소수 분사: 디젤 엔진의 배출가스 시스템에 요소수를 분사합니다.화학 반응: 고온의 배출가스와 만난 요소수는 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해됩니다.NOx 전환: SCR 촉매와 만난 암모니아는 배출가스 중의 질소산화물(NOx)과 반응하여 물(H2O)과 질소(N2)로 전환됩니다. 이 두 가지는 환경에 무해합니다.요소수의 중요성환경 보호: 질소산화물은 대기오염의 주요 원인 중 하나로, 산성비, 스모그 생성 및 호흡기 질환과 관련이 있습니다. 요소수를 사용함으로써 이러한 유해 가스의 배출을 현저히 줄일 수 있습니다.규제 준수: 많은 국가에서는 대기오염을 줄이기 위해 엄격한 배출가스 규제를 시행하고 있습니다. 요소수를 사용하는 SCR 시스템을 통해 디젤 엔진 차량이 이러한 환경 규제를 충족할 수 있습니다.연비 개선: SCR 시스템을 사용하면 엔진의 효율성을 유지하면서 질소산화물을 줄일 수 있습니다. 때때로 이는 연료 효율성의 개선으로 이어질 수 있습니다.요소수를 사용하는 SCR 기술은 현대 디젤 엔진 차량의 배출가스 정화 시스템에서 중요한 부분을 차지하며, 환경 보호와 규제 준수에 기여하는 핵심적인 방법입니다.
학문 / 토목공학
24.03.04
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싱크대 배수구나 세면대 수채구멍에서 물이 빠져나갈 때 어느 방향으로 돌며 빠져나가나요.
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.싱크대 배수구나 세면대 수채구멍에서 물이 빠져나갈 때 도는 방향은 일반적으로 코리올리 효과(Coriolis effect)와 관련이 있다고 알려져 있습니다. 코리올리 효과는 지구의 자전으로 인해 이동하는 물체가 경로를 휘어지게 하는 현상입니다. 이 이론에 따르면, 북반구에서는 물이 시계 방향으로, 남반구에서는 반시계 방향으로 회전하며 빠져나가는 경향이 있습니다.그러나, 실제로는 싱크대나 세면대와 같은 작은 규모의 시스템에서는 코리올리 효과의 영향이 매우 미미합니다. 이러한 작은 시스템에서 물의 회전 방향은 주로 배수구의 형태, 물이 흘러들어가는 방식, 그리고 용기 내부의 잔류 물 흐름 등에 의해 결정됩니다.실험과 관찰에 따르면, 배수구의 크기나 모양, 물이 어떻게 용기에 들어가는지, 용기 내부의 작은 변화나 불규칙성 등이 물의 회전 방향에 훨씬 더 큰 영향을 미칩니다. 이는 심지어 같은 위치에서도 물이 빠져나가는 방향이 다를 수 있음을 의미합니다.대규모 기상 현상이나 지구의 극대근처의 거대한 소용돌이와 같은 경우, 코리올리 효과가 뚜렷하게 나타나며, 이때는 북반구와 남반구에서 각각 반대 방향으로 소용돌이치는 현상이 관찰됩니다. 하지만, 일상 생활에서 사용하는 싱크대나 세면대에서는 코리올리 효과보다 다른 요소들이 물의 회전 방향을 더 많이 결정짓는다고 할 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.04
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유리섬유강화플라스틱은 어디에 쓰이나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic, GFRP)은 그 특성상 가볍고 강도가 높으며 내구성이 좋아 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용됩니다. 유리섬유로 강화된 플라스틱은 플라스틱의 가벼움과 유리섬유의 높은 강도를 결합하여, 전통적인 금속 재료보다 가볍고, 부식에 강하며, 다양한 환경 조건에서도 우수한 성능을 유지할 수 있습니다. 이러한 특징 때문에 GFRP는 다음과 같은 다양한 용도로 사용됩니다:자동차 산업: 자동차의 바디패널, 범퍼, 스포일러 등에 사용되어 차량의 무게를 줄이고 연료 효율을 향상시킵니다. 또한 충격 흡수성이 좋아 안전성을 높이는 데에도 기여합니다.항공 및 우주 산업: 항공기의 구조 부품, 좌석, 내부 패널 등에 사용되며, 우주선과 위성의 구성 요소로도 활용됩니다. 경량성과 강도가 중요한 항공 우주 분야에서 GFRP는 이상적인 재료입니다.건축 및 건설: 건물의 외장재, 지붕 패널, 창문 프레임, 문 등에 사용되며, 교량, 도로, 터널 등의 구조물 강화에도 적용됩니다. 내구성과 부식 저항력이 요구되는 환경에서 GFRP는 우수한 성능을 발휘합니다.해양 산업: 보트, 요트, 카누와 같은 수상 스포츠 장비와 상업용 선박의 구조 부품에 널리 사용됩니다. GFRP는 해수에 의한 부식에 강하고, 수리가 용이하여 해양 환경에 적합합니다.스포츠 용품: 골프 클럽, 테니스 라켓, 스키 및 스노우보드 등의 스포츠 용품 제작에 사용됩니다. 이 재료는 경량성과 높은 내구성으로 운동 성능을 향상시키는 데 기여합니다.전기 및 전자 산업: 전기 절연체, 회로 기판 등의 제조에 사용됩니다. GFRP는 전기적 특성이 우수하여 전자 제품의 안정성과 성능을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.환경 및 에너지: 풍력 터빈의 블레이드 제작에 사용되어 재생 가능 에너지 분야에서 중요한 역할을 합니다. 경량성과 강도는 풍력 발전의 효율성을 높이는 데 기여합니다.GFRP의 이러한 다양한 용도는 그 유연성과 우수한 물리적, 화학적 성질 때문에 가능합니다. 따라서 이 재료는 앞으로도 다양한 산업 분야에서 계속 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.
학문 / 화학공학
24.03.04
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