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양자의 얽힘 현상이 미래의 통신 기술에 미칠 수 있는 영향은?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.양자 얽힘 현상은 두 입자가 공간적으로 떨어져 있어도 서로의 상태가 즉각적으로 연결되는 특성으로 미래 통신 기술에 획기적인 변화를 가져올 수 있습니다. 이를 활용하면 데이터를 암호화하여 한쪽 입자의 상태가 바뀌면 즉시 다른 쪽도 변하는 양자 암호통신이 가능해져 해킹이나 도청에 대한 우려 없이 안전한 통신을 구현할 수 있습니다. 또한 양자 얽힘을 통한 정보 전달은 기존 통신 방식과 달리 중계 장치 없이도 먼 거리를 실시간으로 연결할 수 있어 통신 속도를 크게 향상할 수 있습니다. 이런 양자 기반 통신 기술은 금융 국방 의료 등 높은 보안이 요구되는 분야에서 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
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전력반도체로 각광받는 소재 및 부품은?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.현재 전력반도체에서 각광받는 소재는 실리콘카바이드(SiC)와 질화갈륨(GaN)입니다. 기존의 실리콘(Si) 소재에 비해 이들 새로운 소재는 높은 전압과 고온에서도 안정적으로 작동하는 특성을 갖습니다. 특히, SiC는 고전압과 고전력에서 열에 강하고 전력 손실이 적어 전기차 고속 충전기 산업용 인버터 등에 적합하며 GaN은 고주파 스위칭에 탁월해 5G 통신 장비와 같은 고속 응용에 효과적입니다. 이 두 소재는 전력 변환 효율을 높이고 열 방출이 적어 에너지 절감 효과가 크므로 에너지 효율성을 중시하는 차세대 전력반도체로 주목받고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
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전자센서에서 방출되는 전자기파에 대해
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자 센서들이 방출하는 전자기파는 주파수와 강도에 따라 인체에 미치는 영향이 다릅니다. 일상에서 사용하는 대부분의 전자 센서는 극히 낮은 전자기파를 방출하며 안전한 수준으로 관리되어 인체에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 고출력의 전자기파나 특정 주파수 대역에 장시간 노출될 경우 예를 들어 열이 발생해 조직이 과열되거나 드물게는 세포 수준에서 스트레스를 유발할 수 있습니다. 현재까지의 연구에서는 대부분의 저출력 전자기파가 건강에 유해한 영향을 미친다는 확실한 증거는 없지만 만일을 대비해 WHO와 같은 기관에서는 전자기파에 대한 노출 지침을 설정하여 안전한 범위 내에서 사용하도록 권장하고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
5.0
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보온병은 어떤 방법으로 따뜻하고 차갑게 관리해주는건가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.보온병의 보온·보냉 효과는 내부 온도를 외부와 차단하여 열 손실을 줄이는 구조와 원리에 기반합니다. 기본 구조는 이중벽으로 이루어져 있으며 이 두 벽 사이에는 진공 상태가 형성되어 있습니다. 진공은 열전달의 주요 경로인 대류와 전도 현상을 최소화해 내부의 뜨겁거나 차가운 온도가 외부로 빠져나가는 것을 막아줍니다. 또한 이중벽은 내부가 스테인리스나 유리 같은 내열성 재질로 이루어져 있으며 일부 보온병은 반사 코팅을 통해 복사열도 차단해 보온 효과를 높입니다. 보온병을 오래 사용하면서 성능 저하를 방지하려면 진공 상태를 손상시키지 않도록 외부 충격을 피하고 세척 시 중성세제를 사용해 내부 소재가 마모되지 않게 하는 것이 중요합니다.
학문 / 재료공학
24.11.01
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초전도체의 구성이 어떻게 이루어지는지에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.초전도체는 전기 저항이 사라지는 특성을 가지기 위해 특정한 구성 원소와 구조를 필요로 합니다. 전통적인 초전도체는 납(Pb), 수은(Hg), 니오븀(Nb) 등 금속 원소를 기반으로 하며 고온 초전도체는 구리 산화물(CuO₂)과 같은 복잡한 세라믹 물질을 포함합니다. 초전도 현상은 원자 구조 내 전자쌍이 형성되어 저항 없이 전류가 흐르도록 하는데, 이를 위해서는 특정한 격자 구조와 매우 낮은 임계 온도가 요구됩니다. 상용화를 위해서는 초전도체가 극저온에서만 초전도 상태를 유지할 수 있기 때문에 액체 헬륨이나 액체 질소 등의 냉각 시스템이 필요하며 더 높은 온도에서도 안정적인 초전도를 유지할 수 있는 물질 개발이 관건입니다. 이러한 고온 초전도체 연구가 진전되면 의료용 MRI 전력 손실 없는 송전, 고속 자기부상열차 등 다양한 응용이 가능해져, 초전도체의 실질적인 상용화가 크게 진전될 것입니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
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소리로 조작하는 전자기기가 있다면?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.소리의 주파수나 음색을 활용해 전자기기를 조작할 수 있는 기술은 스마트 스피커 스마트폰 스마트 TV, 조명, 가전기기 등 음성 제어가 가능한 다양한 기기에 적용할 수 있습니다. 이 기술은 사람의 목소리 외에도 특정 소리 신호를 인식하여 명령을 수행할 수 있어 예를 들어 특정 주파수의 음색으로 조명을 켜고 끄거나, 가전 기기를 작동시키는 것이 가능합니다. 이런 기술이 일상에 도입되면 버튼이나 터치스크린에 의존하지 않고 직관적으로 기기를 제어할 수 있게 되어 편리함과 접근성이 높아집니다. 또한 소리 기반 제어는 물리적 접촉 없이도 작동할 수 있어 위생적이며 특히 장애가 있는 사용자나 거동이 불편한 사람들에게 큰 도움이 될 수 있습니다. 다만, 소리의 왜곡이나 주변 소음에 대한 인식 오류를 최소화하는 기술적 개선이 필요합니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
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자율 로봇의 감정을 이입하게 된다면?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.사람의 감정을 인식하고 반응하는 자율 로봇을 구현하려면, 감정 인식에 얼굴 표정 음성 톤 신체 언어 등을 분석하는 다양한 센서와 알고리즘이 필요합니다. 카메라와 마이크를 사용해 얼굴 표정과 음성을 수집하고 이를 감정 분석 알고리즘으로 처리하여 기쁨 슬픔 분노와 같은 감정 상태를 파악할 수 있습니다. 예를 들어 얼굴 인식 AI는 표정을 분석하고 음성 인식 AI는 톤과 속도 변화를 탐지해 감정을 추론합니다. 추가적으로 근접 센서나 촉각 센서로 거리나 접촉을 감지해 사람의 신체 언어와 행동을 해석할 수도 있습니다. 로봇의 감정 표현은 눈의 디스플레이로 표정을 모방하거나 LED 색상 변화 몸체의 움직임 음성 톤 변화를 통해 가능하며 이를 통해 사람에게 친근하고 공감하는 인상을 줄 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
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전기 케이블과 통신 케이블의 차이점을 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기 케이블과 통신 케이블은 용도와 구조에서 차이가 있습니다. 전기 케이블은 주로 전류를 전달해 전기 기기를 작동시키는 용도로 사용되며 고전압과 고전류를 견디기 위해 절연 피복이 두껍고 내구성이 강한 구조입니다. 이와 달리 통신 케이블은 음성 데이터 등의 신호를 전달하는 데 사용되며 전자파 간섭을 줄이기 위해 여러 가닥의 얇은 도선이나 차폐망을 포함합니다. 구조적으로 전기 케이블은 구리나 알루미늄 도체를 두껍게 감싸 절연층과 보호층이 추가된 형태가 많고 통신 케이블은 얇은 도선들이 쌍선 꼬임 형태로 배열되거나 차폐망으로 감싸 외부 간섭을 줄이는 경우가 많습니다. 특히 전산센터처럼 많은 데이터를 전송하는 환경에서는 통신 케이블의 두께가 매우 두꺼워질 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
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초소형 전력 발전기 개발에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.일상생활에서 사용하는 소형 기기에 자체적으로 전력을 생성할 수 있는 초소형 발전기 개발은 현재 활발히 연구되고 있으며 가능성도 높지만 기술적 도전 과제가 많습니다. 초소형 발전기를 통해 에너지를 생성하려면 열 진동 움직임 빛 등의 미세한 환경 에너지를 효율적으로 수집하고 변환할 수 있는 에너지 하베스팅 기술이 필요합니다. 이 과정에서 발생하는 주요 문제는 에너지 변환 효율이 낮아 생성되는 전력이 충분하지 않을 수 있다는 점과 발전기의 소형화와 경량화가 필수적이지만 이는 출력 감소로 이어질 가능성이 있다는 점입니다. 또한 발전 장치의 내구성 안정성 비용 문제를 해결하는 것도 중요한 과제입니다. 이런 도전 과제를 해결하면 초소형 발전기를 통해 웨어러블 기기나 센서 같은 다양한 소형 기기의 자가 충전 및 무선 전원 공급이 가능해질 전망입니다.
학문 / 전기·전자
24.11.01
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재료의 입도분석 측정(PSA)에 관련하여 질문 드립니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.PSA로 측정한 입도 분석 결과에서 D10, D50, D90은 입자의 크기 분포를 나타내는 지표로 사용됩니다. D10은 전체 입자 중 10%가 해당 크기 이하인 입자를 의미하며 이는 작은 입자들이 차지하는 분포를 반영합니다. D50은 전체 입자의 50%가 해당 크기 이하로 중간 크기를 나타내며 중위 입경으로도 불립니다. D90은 전체 입자의 90%가 해당 크기 이하인 입자를 의미해 큰 입자들이 차지하는 비율을 보여줍니다. 이 값들은 입도 분포의 특성을 파악하고 원하는 입자 크기 분포를 조절하는 데 중요한 정보를 제공합니다.
학문 / 재료공학
24.11.01
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