안녕하세요? 김석진 전문가입니다.
기계공학
Q. 일본과의 정상 회담 뉴스를 보다가...
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.불화수소(HF, Hydrogen Fluoride)는 반도체 산업에서 사용되는 중요한 부자재 중 하나입니다. 반도체 제조 과정에서 실리콘 웨이퍼에 얇은 층을 형성하는 역할을 합니다. 이러한 역할을 수행하기 위해 불화수소는 반도체 산업에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다.일본에서의 경우, 반도체 부품 생산 과정에서 필수적인 불화수소 부자재를 수입에 의존하고 있었는데, 코로나19로 인한 국경 통제 등의 영향으로 일시적으로 공급이 중단되어 생산에 어려움을 겪었습니다.우리나라에서는 불화수소를 직접 생산하지 않고 수입에 의존하고 있습니다. 그러나 최근 정부에서는 이러한 상황에 대비해 불화수소 생산 공장을 국내에 설치하고자 하는 계획을 세우고 있습니다. 또한, 한국의 반도체 부품 생산 기업들은 불화수소 대체 가능한 부자재를 개발하는 등 국산화에 노력을 기울이고 있습니다.불화수소는 강한 부식성을 가지고 있기 때문에 제조 및 다루는 과정에서 안전에 대한 위험도 높은 물질 중 하나입니다. 이에 따라 불화수소 생산 및 다루는 공정에서는 안전에 매우 높은 주의가 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 가장 깊은 해저가 1만미터 정도 된다고 하는데 현재 과학기술로 갈 수 있나요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.현재 과학기술로는 가장 깊은 해저에 도달하는 것은 어려운 일입니다. 인류가 가장 깊은 해저를 직접적으로 탐험한 기록은 1960년대의 '트라이엑스' 잠수함에 의한 것으로, 이때 탐험가들은 마리아나해구에 있는 마리아나해저해저구조물의 최하점인 마리아나해저(혹은 찰린저해구)의 깊이인 약 11,000m 이상의 지점에 도달했습니다.그 후에는 해저 깊은 곳으로 탐사하는데 있어서 기술적으로 큰 발전이 있었지만, 현재까지는 이전과 같은 깊이에 도달하는 탐험이 되지 않았습니다. 현재까지도 수심 5천미터 이상의 깊은 해저에 대한 탐사가 계속 이루어지고 있으며, 기존 탐사에서 발견된 지질학적, 지구물리학적, 생물학적 특징들을 연구하는 데 주력하고 있습니다.
화학
Q. 이차전지에 사용되는 분리막의 원료가 무엇인가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.불소수지는 고객의 요구에 따라 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 최근 이차전지 분야에서도 불소수지가 사용되고 있으며, 이는 불소수지가 전기화학적 안정성, 내열성, 내부식성, 세포 분리 및 전해질 투과성 등의 우수한 물성 때문입니다. 특히, 리튬 이온 전지에서는 전해질 투과성이 매우 중요한데, 이를 확보하기 위해 불소수지가 사용되고 있습니다.그러나, 이를 위해 페인트 분야에서 불소수지가 대체적으로 사용되던 2불화, 3불화 불소수지 대신 이제 이차전지 분야로 대부분의 수지가 사용되는 것은 맞습니다. 이러한 변화로 인해 페인트 분야에서 불소수지의 공급이 부족해지는 상황이 발생하였습니다.이에 따라 향후 불소수지가 계속해서 분리막 분야에서 사용될지는 불분명합니다. 현재 이차전지 분야에서는 불소수지가 폭넓게 사용되고 있지만, 고객 요구에 따라 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 새로운 용도로의 활용 가능성도 높습니다. 불소수지와 같은 화학 물질은 고도로 숙련된 전문가들이 주도하는 연구 개발과 광범위한 응용 분야에서의 경험과 지식이 필요합니다.
토목공학
Q. 왜 잠을 못 자면, 판단력이 흐려지나요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.수면은 우리 몸이 휴식과 회복을 위해 필요한 중요한 과정입니다. 충분한 수면을 취하면, 몸의 기능이 정상적으로 작동하며, 뇌 기능도 최적화됩니다. 하지만 수면 부족은 다양한 부정적인 영향을 미치며, 이는 판단력이 흐려지는 주요한 이유 중 하나입니다.수면 부족은 신경전달 물질인 뉴로트랜스미터를 감소시키고, 뇌파와 수면단계를 조절하는 호르몬인 멜라토닌의 분비를 감소시켜서 뇌 기능이 감소하게 만듭니다. 이는 집중력, 기억력, 정보 처리 능력 등을 저하시키며, 더 나아가 우울증, 불안장애 등의 정신질환을 유발할 수 있습니다.또한, 수면 부족은 뇌의 활동을 감소시키면서 몸의 생리적 반응을 둔화시킵니다. 이는 불필요한 위험 동작을 유발할 수 있으며, 운전 중이나 위험한 기계 작업을 할 때 큰 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 충분한 수면은 우리가 일상 생활에서 적절하게 대처하기 위해 필요한 중요한 요소 중 하나입니다.
지구과학·천문우주
Q. 인공위성은 어떻게 지구를 벗어나지 않고 돌 수 있는건가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.인공위성이 지구 주위를 빙빙 돌면서 움직이는 것은 지구 중력의 영향을 받고 있기 때문입니다. 인공위성은 지구 중력에 묶여 있어서, 지구 중심을 중심으로 회전하며 우리 눈에 보이는 것처럼 위성의 위치가 변하는 것입니다. 인공위성은 자신만의 연료를 갖고 있어서, 이 연료를 사용해 위성의 위치와 방향을 조절하고 유지합니다.인공위성의 움직임을 조절하기 위해서는 작은 추진장치를 사용합니다. 이 추진장치는 로켓 엔진이나 제트 엔진과 같은 방식으로 작동합니다. 이러한 엔진을 사용하여 인공위성의 운동에너지를 조절하고 방향을 바꿀 수 있습니다.또한 인공위성은 태양 전지판을 이용하여 발전기로 전기를 생산하고, 이 전기를 이용해 위성을 가동합니다. 이렇게 생산된 전기는 위성 내부에서 사용되는 전력으로, 다시 전지에 축적되어 필요할 때 사용됩니다.물론 인공위성이 지속적으로 동작하기 위해서는 연료, 전력 등의 자원을 효율적으로 활용해야 합니다. 이를 위해서는 위성의 설계와 운영에 대한 최적화가 필요합니다.