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답변 내역

반도체 회로의 집적도가 높아질수록 발열 문제가 심화되는 이유는?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.반도체가 고도화 됨에 따라 회로가 복잡하게 구성되게됩니다. 이렇게 복잡하게 구성된 회로는 말씀하신데로 집적도가 높아지게 되는데 이는 작은 면적에 트랜지스터의 수가 늘어나기에 단일 면적에 더 높은 전력이 필요하게 되므로 자연스럽게 반도체 사용시 발열과 그에 따른 전력손실도 발생하게 됩니다.이를 해결하기 위해 설계 과정에서 트렌지스터를 입체적으로 배치하거나 절연막을 사용하기도 하며 내부 칩과 외부 방열 장치 사이에 고성능 열전달 물질을 배치하여 열을 줄이기도 하며 수냉식 쿨링 방식을 사용하기도 합니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
25.10.15
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탄소 포집 후 활용 기술 CCU 기술이 순환경제 구현에 기여하는 방식은?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.대기중의 이산화탄소 농도가 너무 높기에 이를 줄이는 방식과 이를 포집하는 방식으로 지구 온난화에 대응하고 있습니다. 탄소를 포집하는 기술도 다양하고 이렇게 포집된 이산화탄소를 재활용하는 것이 가장 효율적인데 포집된 탄소로 플라스틱을 만들거나 메탄올과 같은 합성 연료를 만드는데 사용하기도 합니다. 또한 포집된 이산화탄소를 칼슘이나 마그네슘과 결합시켜 탄산염을 만들기도 하는데 이는 콘크리트의 재료로 사용됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 환경·에너지
25.10.15
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전해질에서 이온전도도가 배터리 충전 효율에 미치는 작용 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.전해질의 이온전도도는 알고계신데로 충전속도에 큰 영향을 미칩니다. 결론부터 말씀드리면 이온 전도도가 높을 수록 전하의 전달 속도가 빨라지기 때문에 충전속도가 빨라지는 것 입니다.리튬이온 배터리의 전해질은 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 오가게 하는 물질인데 전도도가 높다는 것은 이러한 리튬이온이 더 빠르고 자유롭게 양극제 사이를 왔다갔다 할 수 있다는 의미이기 때문입니다. 이렇게 빠르게 이동한다는 것이 배터리의 충전속도도 빠르고 전하를 바깥으로 내보내는 출력속도도 빠르다는 것을 의미합니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 화학
25.10.15
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초전도체가 절대영도 근처에서 전기 저항이 사라지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.몇년전 초전도체 때문에 한국이 들썩였던 적이 있었습니다. 한때 황우석 박사의 줄기세포 처럼 전국민이 과학현상에 관심을 가지고 내용을 공부할 정도로 광풍이 불었습니다.이 초전도체는 절대영도 근처의 특정 온도에서 전기저항이 사라지는 것을 말합니다. 전기의 저항이라는 것이 전자가 원자핵의 진동과 충돌하여 에너지를 잃는 것을 말하는데 절대 영도가 되면 이러한 원자핵의 진동이 아주 낮아지게 되는데 이때 전자가 저항없이 움직이게 되는데 이것이 전기저항이 사라지는 이유 입니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
25.10.15
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복합소재의 섬유 배열 방향이 강도와 탄성에 미치는 영향은?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.섬유는 크게 직물과 편물로 구성됩니다. 실 두가닥을 서로 직교시키면 직물, 고리를 만들어 거기에 실을 끼우면 편물이라고 부릅니다.직물의 경우도 직교를 한가닥씩 할지 두가닥씩 할지, 그리고 한방향의 실에 추가로 몇가닥의 실을 더 넣냐로 다양한 구조를 만들어낼 수 있습니다. 동일한 실 이더라도 밀도가 높으면 훨씬 높은 강도를 가지기 때문에 어떻게 제직을 하느냐가 최종 제품의 강도와 품질을 결정하게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
25.10.15
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탄소는 어떻게 그렇게 다양한 화합물을 만들 수 있을까요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.결론부터 말씀드리면 탄소가 가지고 있는 구조때문입니다. 탄소는 최외각 전자를 4개 가지고 있는데 안정되기 위해서는 4개의 전자가 필요로 합니다. 탄소는 이 4개의 전자를 다른 원자들과 공유하여 4개의 공유결합을 만들 수 있습니다. 또한 탄소는 다른 탄소 원자와도 공유를 하여 사슬모양의 긴 분자구조를 쉽게 만들 수 있고 아주 강하게 결합할 수 있습니다. 또한 탄소는 4개의 원자를 사용하여 단일 결합뿐 아니라 이중, 삼중결합도 쉽게 만들 수 있기에 다양한 분자구조의 형성이 가능합니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 화학
25.10.15
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반응속도는 온도가 10℃ 오르면 왜 두 배 가까이 빨라질까요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.결론부터 말씀드리면 아레니우스 원리 때문에 그렇습니다.정확하게 두배가 올라가는 것은 아니기에 경험에 따라 그렇게 판단을 하고 있습니다.반응이 일어나기 위해서는 활성화에너지 이상의 에너지가 필요합니다. 아레니우스식이 이 활성화 에너지를 반응속도, 온도에 따라 정리한 식이기 때문입니다.반응속도는 충돌빈도가 증가할 수록, 온도가 증가할 수록 반응속도가 빨라진다는 식인데 온도가 10도만 올라가도 반응속도가 엄청나게 빨라지는데 두배로 지정할 수 없는 것은 활성화 에너지의 크기에 따라 반응속도가 달라지기 때문입니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 화학
25.10.15
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태양광 패널의 효율을 결정하는 주요 소재와 변환의 원리는?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.태양광 발전은 태양 빛을 전기에저니로 전환시켜 발전을 하는 방식 입니다. 이러한 과정을 광전 효과라고 합니다현재의 태양광 패널은 실리콘으로 되어 있는데 실리콘은 빛을 흡수하면 전자를 방출하는 물질 입니다. 태양광 패널의 효율은 빛을 얼마나 잘 흡수하고 이를 얼마나 전자를 잘 배출하는지가 관권 입니다. 그래서 실리콘을 다양하게 조합하여 패널이 만들어지게 됩니다.크게 단결정 실리콘 / 다결정 실리콘이 있습니다. 단결정 실리콘은 배열이 한 방향으로만 되어 있어 빛을 받아 만들어지는 전자가 효율적으로 이동할 수 있기 때문에 전자 손실이 적어 효율이 최대 25%까지 나옵니다.반면 다결정 실리콘은 결정방향이 다양하여 전자 이동시 전하와 반응하여 전자가 사라지는 현상이 발생하여 효율이 15% 내외입니다. 하지만 대량생산이 가능하고 가격이 저렴하여 많이 사용됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
25.10.15
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산화, 환원 반응이 금속 부식과 방청 처리에 어떤 영향을 주나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.산화 환원 반응은 부식방지를 위한 핵심 방법 입니다. 아시는데로 녹을 발생시키는 것이 산화 반응이고 이를 억제하는 것이 환원 반응입니다.산화라는 것은 금속이 주변의 물과 산소와 반응하여 산화물(녹)을 만드는 과정입니다. 산화과정에서 금속이 가지고 있던 전자를 잃고 이온화가 되는데 이것이 산화 반응입니다.환원 이라는 것은 전자를 얻는 다는 것인데 전자를 받기 위한 환원제(음극)이 필요합니다. 환원은 수소나 산소 과정에서 나온 산화과정에서 나온 전자를 받아들이는 과정입니다.산화를 막기 위해 방청처리를 하는데 부식될 금속보다 훨씬 반응성이 큰 금속을 연결하여 외부의 금속이 전자를 먼저 내어주고 내부의 전자를 막는 방식으로 방청 처리를 하게 됩니다.아니면 외부에 전원을 걸어 강제로 음극으로 만들어 보호를 하기도 합니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
25.10.14
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미세먼지를 제거하는 정전기 집진기의 작동 원리는?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.정전기를 포집하는 정전기 집진기는 정전기적인 인력을 활용하여 미세먼지를 포집합니다. 필터방식보다 훨씬 효율이 좋고 초미세먼지까지 포집할 수 있기 때문에 많이 사용하게 됩니다.이러한 정전기적인 인력은 쿨롱의 법칙을 따르는데 전기력의 크기가 두 전하량의 곱에 비례하고 전사사이의 거리의 제곱에 반비례 한다는 원리 입니다.일단 먼지에 전하를 부여시킨뒤 집진을 하게 되는데, 이 먼지에 대전을 시킬때는 코로나 방전의 원리를 사용합니다. 이는 높은 전압을 가진 도체 주변의 공기가 이온화될때 전기가 방전되는 현상인데 이 원리로 먼지를 음전하를 띄게 만들게 됩니다.이후 집진을 하게 되는데 양전하를 띄는 집진판쪽으로 쿨롱의 법칙을 활용하여 포집하게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 환경·에너지
25.10.14
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