안녕하세요. 구본민 전문가입니다.
Q. 소형 전자기기에서 방수 기능을 위한 재료
안녕하세요. 구본민 박사입니다.소형 전자기기의 방수 기능을 구현하기 위해 사용되는 재료와 기술은 매우 다양하며, 주로 기기 내부로 물이 침투하지 않도록 물리적, 화학적 차단막을 만드는 데 중점을 둡니다. 대표적으로 사용되는 재료와 기술은 다음과 같습니다. 고무 또는 실리콘 가스켓고무나 실리콘 소재의 가스켓(패킹)은 장치의 틈을 밀폐하여 물이 내부로 들어가는 것을 막는 역할을 합니다. 주로 스마트폰의 버튼, 충전 포트, SIM 카드 트레이 등의 틈새를 밀봉하는 데 사용됩니다. 이 재료는 탄력성과 내구성이 뛰어나기 때문에 장치의 방수 성능을 유지하는 데 필수적입니다.나노코팅(Hydrophobic Coating)나노코팅은 전자기기 내부 회로에 직접 적용하는 방수 기술입니다. 이 코팅은 매우 얇은 층으로 물을 튕겨내는 성질(발수성)을 갖고 있습니다. 주로 발수성 물질인 플루오르화 물질을 사용해 회로 기판이나 내부 부품을 코팅하여 물이나 습기가 접촉하더라도 손상되지 않게 만듭니다.이 기술은 물리적인 방수막을 제공하지 않지만, 전자 기기가 물에 노출되었을 때 부품에 물이 직접 닿지 않도록 도와줍니다.Parylene 코팅Parylene은 소형 전자기기의 회로 기판에 적용되는 폴리머 코팅으로, 물과 습기로부터 내부 부품을 보호하는 데 매우 효과적입니다. 이 코팅은 분자 수준에서 매우 균일하게 증착되며, 얇고 투명한 보호막을 형성합니다. Parylene은 내구성과 열 안정성이 뛰어나기 때문에 고급 전자기기에 자주 사용됩니다.실리콘 실런트실리콘 실런트는 접합부나 틈새에 채워서 물이나 습기가 들어가는 것을 차단하는 역할을 합니다. 스마트폰에서 케이스와 화면 사이 또는 기판과 케이스 사이의 틈을 밀봉할 때 사용됩니다. 이 재료는 고무와 유사하게 방수 기능을 유지하는 데 탁월한 성능을 발휘합니다.고체 열전달 물질(Thermal Conductive Materials)전자기기 내부에서 방열을 위해 사용되는 고체 열전달 물질은 방수 성능도 겸할 수 있습니다. 이 물질은 주로 충전 포트나 스피커 그릴과 같은 개방된 부위에 적용되어 열을 발산하면서 물의 침투를 막아줍니다.방수 접착제방수 성능을 유지하기 위해 특수 접착제가 사용됩니다. 이 접착제는 주로 디스플레이 패널과 기기 본체 사이, 배터리 커버와 본체 사이의 접합부를 밀폐하는 데 사용되며, 물과 먼지의 침투를 방지합니다.O-링O-링은 둥근 모양의 실리콘 또는 고무 재질의 밀봉재로, 주로 기기 내부의 연결 부위나 나사 고정 부위에 사용됩니다. 이 링은 압력을 가할 때 기기의 부품들이 서로 맞물려 물이 들어가지 않도록 보호합니다.정리해 보면, 스마트폰과 같은 소형 전자기기의 방수 기능을 위해서는 고무/실리콘 가스켓, 나노코팅, Parylene 코팅, 실리콘 실런트, 방수 접착제, O-링 등이 사용됩니다. 이들 재료는 기기의 틈새를 밀봉하거나 내부 부품을 보호하여 물과 습기가 침투하지 않도록 하는 역할을 합니다.
Q. 사무실에 환풍기가 계속 돌아가는데 웅웅 들리는 소음소리가 유난히 큽니다. 그래서 꺼버리고 마는데요. 이 환풍기가 공기정화 효과에 도움이 되기나 하는지요? 전기요금도 많이 소요
안녕하세요. 구본민 박사입니다.사무실에서 환풍기가 지속적으로 작동하는 것은 공기의 질을 개선하고 실내의 환기를 유지하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 다만, 환풍기의 소음과 전기요금이 신경 쓰이신다면, 그 효율성과 비용을 고려해 보아야겠죠. 각각의 요소를 간략히 설명해드리겠습니다.환풍기의 공기 정화 효과환기: 환풍기는 실내의 오염된 공기를 배출하고, 신선한 공기를 유입시키는 기능을 합니다. 특히 사무실 같은 공간에서는 공기가 순환되지 않으면 이산화탄소 농도가 높아져 집중력 저하나 피로감이 생길 수 있습니다. 환풍기를 사용하면 공기가 지속적으로 교체되어 실내 공기질이 개선됩니다.습기 조절: 환풍기는 습도 조절에도 도움을 줄 수 있습니다. 실내 습도가 너무 높거나 낮으면 건강에 해로울 수 있기 때문에 환풍기로 적절히 조절하면 유익합니다.냄새 제거: 음식 냄새, 담배 냄새, 기타 불쾌한 냄새를 제거하는 데도 환풍기가 효과적입니다.소음 문제 환풍기에서 발생하는 소음은 보통 모터의 상태나 설치 환경에 의해 달라집니다. 소음이 유난히 크다면, 모터가 낡았거나 균형이 맞지 않을 가능성이 있습니다. 이 경우 모터를 점검하거나, 소음이 적은 환풍기로 교체하는 것이 좋습니다. 최신 환풍기는 소음을 줄인 모델이 많으므로, 업무 환경 개선에도 도움이 될 수 있습니다.정리해 보면 환풍기는 사무실 공기 질을 유지하는 데 도움이 되지만, 전기요금과 소음이 걱정이 되신다면 타이머 사용, 환풍기 모터 점검, 또는 공기 청정기를 고려해 보시는 것도 추천 드립니다.
Q. 원래 휴대폰 충전할때 90%부터는 천천히 채워지나요?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.휴대폰의 배터리 잔량과 충전 시간이 일치하지 않는 이유는 다음과 같이 생각해 볼 수 있습니다. 휴대폰 배터리는 충전 단계에 따라 속도가 달라집니다. 일반적으로 배터리 잔량이 낮을 때(0%에서 80%까지)는 빠르게 충전되지만, 배터리가 80% 이상 차면 속도가 느려집니다. 이는 배터리의 과열이나 손상을 방지하기 위한 보호 메커니즘입니다. 따라서 90%에서 남은 충전 시간이 상대적으로 길어지게 표시될 수 있습니다.휴대폰의 충전 시간 예측은 알고리즘에 의해 계산됩니다. 이 알고리즘은 현재 충전 속도와 배터리 상태를 기반으로 충전 시간을 예측하지만, 항상 정확하지는 않습니다. 예를 들어, 사용 중인 앱, 배터리 상태, 충전기의 성능 등에 따라 예측 시간이 달라질 수 있습니다.고속 충전 기능을 사용하는 경우, 배터리가 초기 단계에서 빠르게 충전되다가, 80~90% 이후에는 보호를 위해 충전 속도가 줄어듭니다. 1시간 반 정도면 풀 충전이 되는 이유는 이 고속 충전 덕분입니다. 그러나 90% 이후에는 속도가 느려져 실제 남은 충전 시간과 표시된 시간이 일치하지 않을 수 있습니다.정리해 보면, 휴대폰에서 남은 충전 시간이 25분이라고 표시된 것은 일종의 추정치이며, 실제 충전 시간은 이보다 짧을 수 있습니다. 특히 배터리 잔량이 90% 이상일 때는 충전 속도가 느려지기 때문에 예측 시간과 실제 충전 시간이 일치하지 않는 경우가 종종 있습니다.
Q. 전자의 파동성과 입자성을 확인 할수 있는 실험은 무엇이 있나요?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.전자가 입자성과 파동성을 동시에 가진다는 것은 양자역학의 중요한 개념입니다. 이를 확인 할 수 있는 대표적인 실험은 이중 슬릿 실험입니다. 이 시험은 전자가 입자처럼 동작할 때와 파동처럼 동작할 때의 차이를 극명하게 보여 주는 실험입니다. 실험 과정 전자총에서 전자를 하나씩 발사하여 두 개의 작은 슬릿이 있는 판을 통과하게 합니다.그 뒤에 전자가 도착할 스크린(검출기)이 있습니다. 슬릿을 통과한 전자가 스크린에 어떻게 도착하는지를 관찰합니다.결과입자성: 전자를 입자라고만 생각하면, 두 개의 슬릿을 통과한 전자들은 슬릿 뒤에 두 개의 뚜렷한 흔적을 남길 것으로 예상됩니다. 이는 전자들이 입자처럼 행동하여 각각 하나의 슬릿을 통과한 결과입니다.파동성: 하지만 실험에서는 예상과 달리 간섭 무늬가 나타납니다. 간섭 무늬는 전자가 파동처럼 행동하여 두 슬릿을 동시에 통과하고, 파동이 서로 간섭하면서 스크린에 밝고 어두운 무늬를 형성하는 것입니다. 이는 전자가 단순한 입자가 아니라 파동의 성질을 동시에 가지고 있음을 나타냅니다.정리해 보면, 이중 슬릿 실험은 전자가 입자성(하나의 경로를 선택해서 슬릿을 통과하는 성질)과 파동성(여러 경로를 동시에 취하고 간섭하는 성질)을 모두 가지고 있음을 보여줍니다. 이는 고전적인 물리학으로는 설명할 수 없는, 양자역학적인 특성으로, 전자는 우리가 관측하는 방식에 따라 다르게 행동할 수 있다는 것을 나타냅니다.이 실험은 전자의 파동성과 입자성을 가장 명확하게 확인할 수 있는 실험으로, 양자역학의 핵심 개념인 파동-입자 이중성을 증명하는 중요한 사례입니다.
Q. 초전도체를 아직도 이해를 못했는데요 쉽게 설명해주실분요
안녕하세요. 구본민 박사입니다.초전도체에 대해 간략하게 정의해 보면, 전기가 흐를 때 저항이 '0' 이 되는 특별한 물질 이라고 생각하시면 됩니다. 보통은 전선이나 전기 장치에 전류가 흐를 때 저항이 발생해서 전기의 일부가 열로 소모됩니다. 하지만 초전도체는 특정한 조건에서 전류가 흐르더라도 저항이 전혀 없어지는 현상이 발생합니다. 이 덕분에 전기 손실없이 영구적으로 전류를 흐르게 할 수 있게 됩니다. 초전도체의 두 가지 핵심적인 특징을 보면 다음 두가지로 정리할 수 있습니다. 저항이 0이 됨 : 초전도체에서는 전기가 저항 없이 흐릅니다. 이 말은, 초전도체 안에서는 전기 에너지가 열로 소모되지 않는다는 의미입니다.자기부상 : 초전도체는 자기장을 밀어내는 특성이 있습니다. 그래서 자기장 안에 있는 물체가 공중에 떠 있는 현상(자기부상)이 발생할 수 있습니다.초전도체는 일반적으로 매우 낮은 온도에서만 작동합니다. 대부분의 초전도체는 절대 영도에 가까운 온도에서 저항이 0이 됩니다. 하지만 최근 이슈가 되었던 소식들은 상온 초전도체에 관한 연구였습니다. 상온 초전도체란 일상적인 온도에서도 저항 없이 전류를 흐르게 할 수 있다는 혁신적인 기술로, 아직 확실한 결과는 없지만 연구가 활발히 진행되고 있습니다.