안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.
재료공학
Q. 금속류중에 철같은 금속은 왜 녹이 스는걸까요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.철은 산소와 습기와 반응하여 산화철을 형성하는데, 이는 철이 산소와 결합해 전자가 이동하면서 발생하는 화학 반응입니다. 다른 금속들은 산화가 일어나는 속도나 방식이 다르거나, 자기 보호층이 형성되어 부식에 강한 특성을 보입니다. 예를 들어, 알루미늄은 산화층이 형성되어 부식을 방지하고, 스테인리스강은 크롬이 산화되어 표면을 보호하는 특성이 있습니다.
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Q. 약물 전달 시스템에서 나노입자의 역할은?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.약물 전달 시스템에서 나노 입자는 약물을 목표 위치에 정확하게 전달하는 역할을 합니다. 나노 입자는 크기가 작아 세포 내로 쉽게 침투할 수 있으며, 약물의 방출을 조절하여 효과적인 치료가 가능하게 만듭니다. 또한, 나노 입자는 약물의 생체적합성과 안정성을 향상시켜 부작용을 줄이고 치료 효과를 극대화하는데 기여합니다.
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Q. 유리에도 스테인리스처럼 등급이 있나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.유리에도 동급이 있으며, 내열유리, 강화유리, 보로실리케이트 유리 등 다양한ㅁ 종류로 나눠집니다. 내열유리는 고온에 강하지만, 그 특성은 제조사에 따라 차이가있을 수 있으며, 보로실리케이트 유리는 내열성과 내화학성이 뛰어나 비싼 브랜드에서 더 고급스러운 성질을 제공할 수 있씁니다. 다이소 내열유리는 저렴하게 생산된 제품일 수 있으므로 고급 브랜드와는 내구성이나 성능에서 차이가 있을 수 있습니다.
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Q. 유리섬유와 탄소섬유의 기계적 특성 차이는?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.유리섬유는 강도와 내열성이 뛰어나며, 가격이 저렴하고 절연성이 뛰어나 전기적 특성이 중요한 분야에서 사용됩니다. 반면 탄소섬유는 유리섬유보다 훨씬 가볍고 강도가 높으며, 탄성 모듈러가 크고 피로 강도가 뛰어나 항공, 자동차 등 고성능 분야에서 주로 사용됩니다. 또한, 탄소섬유는 내식성도 뛰어나고 더 우수한 기계적 성질을 제공하지만 가격은 상대적으로 비쌉니다.
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Q. 칼륨은 들어 봤는데 갈륨이라는것도 있나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.칼륨은 고체 상태에서는 부드럽고 쉡게 변형될 수 있는 금속으로, 상온에서 액체 상태로 변하는 특성을 가집니다. 주로 반도체 산업에서 사용되며, 갈륨 아세나이드 같은 화합물은 고속 전자 소자, 레이저 다이오드, 고주파 장비에서 중요한 역할을 합니다. ㄸ한, 갈륨은 LED와 태양광 전지에도 활용되며, 효율성을 높이는 중요한 재료로 사용됩니다.
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Q. 반도체 재료의 특성과 더불어 주요 용도는 어찌 되나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.반도체 제조에 사용되는 주요 재료로는 실리콘, 갈륨 아세나이드, 인듐 등이 있씁니다. 실리콘은 높은 전기적 ㅇ나정성과 저렴한 가격으로 대부분의 반도체ㅔ 소자의 기판으로 사용되며, 갈륨 아세나이드는 고속, 고주파 성능이 요구되는 전자 소자에 사용됩니다. 인듐은 주로 LED와 태양광 패널에 활용되며, 고효율 전자 기기 제작에 필수적입니다.
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Q. 고온이 가해져도 괜찮은 내열성 재료에는 어떤 것들이 있나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.고온에서 강한 내열성 재료로는 세라믹, 금속 합금, 탄소 복합재 등이 있습니다. 폴리이미드와 같은 고분자 재료도 높은 내열성을 가져 항공우주 및 전자 산업에서 사용됩니다. 이러한 재료는 고온에서도 물리적, 화학적 안정성을 유지해 극한 환경에서 활용됩니다.
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Q. 재료 부식 방지 기술에는 어떤 것들이 있나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.재료 부식 방지를 위한 기술로는 표면 코팅이 대표적이며, 방청 페인트나 금속 코팅으로 외부 환경과의 접촉을 차단합니다. 양극 보호 기술은 전기화학적으로 부식을 억제하며, 특히 해양 구조물에 널리 사용됩니다. 또하, 합금 설계를 통해 부식에 강한 스테인리스강이나 특수 합금을 사용하는 방법도 효과적입니다.
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Q. 초전도체의 이론적 원리와 응용할 수 있는 분야, 그리고 그로 인한 경제적 이득은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 완전히 사라지는 물질로, 에너지 손실 없는 전류 전달이 가능합니다. 이를 활용하면 고효율 전력망, MRI, 양자 컴퓨팅, 고속 자기부상열차 등 첨단 기술에서 혁신적 성과를 낼 수 있습니다. 에너지 절약과 기술 효율성을 크게 높이므로 경제적 비용 절감과 신기술 개발 가속화에 기여합니다.
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Q. 신소재 개발 과정 중 가장 중요한 단계는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.신소재 개발 과정에서 가장 중요한 단계는 재료의 특성 분석 및 평가 입니다. 이 단계에서 소재가 요구되는 물리적, 화학적, 기계적 특성을 충족하는지 확인하며, 실제 응용 가ㅣ능성을 검증합니다. 또한, 초기 소재 설계도 중요하며, 이는 목표 특성에 따라 원자 구조와 조성을 회적화해 개발 방향을 결정합니다.