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고온 환경에서 사용할 수 있는 내열합금의 개발에 있어 기존 합금과의 차이점
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.나노구조를 도입한 내열합금은 기존 합금 대비 우수한 고온 강도 내산화성 내마모성 등을 보여줍니다. 나노 크기의 미세 구조는 결정립계를 감소시켜 변형을 억제하고 확산 속도를 늦춰 고온에서의 강도를 유지하는 데 기여합니다. 하지만 나노구조 합금은 생산 비용이 높고 대량 생산이 어려우며 장기간 고온 노출 시 성능 저하가 발생할 수 있다는 한계점이 존재합니다.
학문 / 재료공학
24.11.14
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반도체가 어떻게 전기의 흐름을 제어하는지 질문 드립니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.반도체는 도체와 부도체의 중간 성질을 가지는 물질로 전류의 흐름을 조절하는 데 탁월합니다. 외부 조건에 따라 전도성을 변화시킬 수 있는 특성 덕분에 반도체는 전자기기에서 스위치 역할을 하거나 신호를 증폭하는 등 다양한 기능을 수행합니다. 특히 반도체에 불순물을 첨가하여 전자나 정공의 농도를 조절하면 n형 반도체와 p형 반도체를 만들 수 있으며 이들을 접합하여 다이오드 트랜지스터와 같은 반도체 소자를 제작하여 전류의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.11.14
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나노 기술이 환경 문제 해결에 기여할 수 있는 바에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.나노기술은 미세먼지 저감 수질 정화 에너지 효율 향상 등 다양한 환경 문제 해결에 기여할 잠재력을 지니고 있습니다. 나노 크기의 물질은 높은 비표면적을 가지고 있어 흡착 촉매 등의 기능이 뛰어나 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 또한 나노 소재를 활용한 고효율 태양전지 연료전지 등의 개발은 친환경 에너지 생산에 기여할 수 있으며 나노센서를 이용하여 미세먼지 유해 물질 등을 실시간으로 감지하고 분석하여 오염 문제를 조기에 파악하고 대처할 수 있습니다. 더 나아가 나노기술은 폐기물 처리 토양 복원 등 다양한 환경 분야에서 새로운 해결책을 제시할 수 있을 것으로 기대됩니다.
학문 / 재료공학
24.11.14
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형상기억 합금중 구리 베이스와 티타늄 베이스에 관하여
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.형상기억합금은 구리 기반과 티타늄 기반으로 크게 나눌 수 있습니다. 구리 기반 형상기억합금은 티타늄 기반에 비해 상대적으로 저렴하고 가공성이 우수하지만 형상기억 효과의 온도 범위가 좁고 내식성이 떨어지는 단점이 있습니다. 반면 티타늄 기반 형상기억합금은 높은 형상기억 온도 뛰어난 내식성 생체 적합성 등의 우수한 특성을 가지고 있지만 고가이고 생산이 어렵다는 단점이 있습니다
학문 / 재료공학
24.11.14
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광학 현미경과 전자 현미경의 차이점에 대해서
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.광학 현미경과 전자 현미경은 물체를 관찰하는 도구로서 각기 다른 원리와 특징을 가지고 있습니다. 광학 현미경은 가시광선을 이용하여 물체를 확대하는 반면 전자 현미경은 전자빔을 이용하여 훨씬 더 높은 배율로 미세 구조를 관찰할 수 있습니다. 광학 현미경은 비교적 간단하고 저렴하며 생물학 시료 등을 관찰하는 데 주로 사용되지만 해상도가 낮다는 단점이 있습니다. 반면 전자 현미경은 고가이고 시료 준비 과정이 복잡하지만 나노미터 수준의 매우 작은 물체까지 관찰할 수 있어 재료과학 나노기술 등 다양한 분야에서 활용됩니다.
학문 / 전기·전자
24.11.14
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나노구조 재료에서 표면 에너지 영향에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.나노구조 재료의 표면 에너지는 재료의 미세 구조와 밀접하게 연관되어 있어 재료의 기계적 특성과 화학적 반응성에 큰 영향을 미칩니다. 높은 표면 에너지는 일반적으로 재료의 강도와 경도를 증가시키지만 동시에 부식이나 산화와 같은 화학적 반응성을 높일 수 있습니다. 표면 에너지를 제어하는 방법으로는 표면 처리 코팅 합성 조건 조절 등이 있으며 이를 통해 재료의 특성을 원하는 방향으로 조절할 수 있습니다. 예를 들어 표면에 친수성 또는 소수성 코팅을 함으로써 젖음성을 조절하거나 열처리나 이온 주입을 통해 표면 에너지를 변화시킬 수 있습니다.
학문 / 재료공학
24.11.14
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메타물질과 전자기파 제어와 관련하여.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.메타물질은 자연계에 존재하지 않는 특이한 성질을 인공적으로 구현한 물질입니다. 미세한 구조를 통해 빛과 같은 전자기파를 자유자재로 조절할 수 있어 투명망토 초렌즈 등 다양한 분야에서 활용될 가능성을 보여주고 있습니다. 메타물질을 활용한 전자기파 제어 기술은 더욱 정교하고 효율적인 전자기파 조작을 목표로 발전하고 있습니다. 특히 인공지능과의 융합을 통해 메타물질의 설계와 제작 과정을 자동화하고 실시간으로 전자기파 환경에 맞춰 메타물질의 특성을 변화시키는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 또한 유연하고 생체 친화적인 메타물질 개발을 통해 웨어러블 기기 바이오센서 등 다양한 분야로의 응용 가능성을 확대하고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.11.14
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자기 부상 기술에 적합한 새로운 자성 재료는?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.상온 초전도체 개발은 자기 부상 열차를 비롯한 다양한 분야에 혁신을 가져올 잠재력을 지니고 있습니다. 이러한 초전도체 시스템에 적합한 자성 재료는 높은 자기장을 발생시키면서도 초전도체와의 상호작용을 최적화해야 합니다. 새로운 자성 재료는 강력한 자기 모멘트를 가지며 동시에 초전도체의 임계 자기장을 넘어서지 않는 범위 내에서 작동해야 합니다. 또한 높은 안정성과 내구성을 갖추어 장기간 안정적인 시스템 운용을 보장해야 합니다.
학문 / 재료공학
24.11.14
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전기차 배터리 재활용을 위한 새로운 기술적 접근 방법
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기차 배터리 재활용은 단순히 폐기물 처리를 넘어 자원 순환형 경제로 나아가는 중요한 과제입니다. 최근에는 폐배터리에서 유용한 성분을 추출하여 새로운 배터리 제조에 활용하는 방식뿐만 아니라 에너지 저장 시스템이나 전력망 안정화를 위한 장치 등으로 재사용하는 방식이 주목받고 있습니다. 특히 인공지능을 활용하여 배터리 상태를 정확하게 진단하고 이에 맞는 최적의 재활용 방안을 제시하는 기술 개발이 활발히 이루어지고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.11.14
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캐시미어가 정확히 어떤 소재인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.캐시미어는 주로 몽골과 히말라야 지역에 서식하는 캐시미어 염소의 털을 원재료로 하는 고급 천연 섬유입니다. 면이나 양모보다 훨씬 가볍고 부드러우며 보온성이 뛰어나면서도 통기성이 좋아 고급 의류 소재로 사용됩니다. 일반적인 합성 섬유인 나일론보다 피부에 자극이 적고 착용감이 훨씬 부드러워 따뜻하면서도 편안한 착용감을 제공합니다.
학문 / 재료공학
24.11.14
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