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재료공학
Q. 차유리의 제작방식은 어떻게 구성되나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.차량 앞유리는 적층 유리로 만들어 집니다. 유리 두 장 사이에 PVB 필름이 들어 있고 이를 접합해서 제작이 되는 것이죠. 이렇게 만드는 가장 중요한 요인은 안전입니다. 유리에 누구나 한번 쯤 베여 봤을 텐데, 상당히 깨지게 되면 날카롭습니다. 이러한 파편들이 튀지않고 필름에 붙어 있도록 해주는 역할을 하고, 차량 유리 자체도 강화유리로 물리적 강화방법을 활용합니다. 그래서 깨질 때 날카롭게 깨지기 보단 산산조각으로 깨지게 만들어주게 됩니다.
재료공학
Q. 합성고무는 어떤 소재로 제작되나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.합성고무는 석유에서 추출한 화합물들로 만들어 집니다. 부타디엔, 스티렌, 이소프렌이 대표적인 물질들입니다. 이들이 모노머 중합 반응을 통해서 길게 연결되면 고분자인 고무가 형성이 되는 것이죠. 이 과정은 열과 촉매를 이용해서 공장에서 인위적인 공정을 통해서 만들어집니다.
전기·전자
Q. 스마트폰 배터리가 빨리 없어지는데 방법이 없나요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.배터리는 사용을 계속 하면 할수록 줄어들 수 밖에 없는 구조입니다. 내부 화학물질들이 전기를 생성하는데 이것이 점차 변형이 일어나기 때문이죠. 이러한 현상을 줄이기 위해서는 스마트폰 자체의 배터리 소모를 줄일 수 있는 여러가지 방법들 밝기 자동 조정이나, 백그라운드 앱을 끄는 등의 행위랑, 스마트폰 충전 시 완충이나 완전 방전을 줄이는 방법이 가장 좋은 방법입니다.
재료공학
Q. 날씨가 매우 뜨거울경우에 왜 아스팔트가 위로 붕 뜨는건가요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.고온에서 지속된다면 아스팔트는 열에 의해서 팽창을 할 수 있습니다. 그리고 점성이 온도가 높아지면서 낮아져서 부드러워 집니다. 팽창한 상태의 아스팔트가 공간이 부족하다면 결국 압력에 의해서 위로 솟구치는 현상이 발생할 수 있는 것이죠. 도로 틈새나 이음매 부분에서 열팽창이 집중될 수 있어 이러한 현상들이 자주 더 잘 관찰됩니다.
재료공학
Q. 알루미늄은 어떤 과정을 거쳐서 생산되나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.알루미늄은 보크사이트라는 광물에서 추출됩니다. 거기서 알루미나라는 세라믹의 형태로 추출을 하고, 융해된 알루미나를 전기분해하는 과정으로 생산이 되죠. 홀-에루라는 공정이 있는데, 이 방식을 사용하고, 고온의 전해조와 탄소 전극을 필요로 하는 공정입니다. 전기 분해를 하기 때문에 대량의 전기가 필요하고, 이로 인해서 발전설비나 냉각장치 등을 갖추는게 아무래도 중요할 것입니다. 알루미늄은 잘 아시겠지만 가볍고 부식에도 강해서 산업계나 가정에서도 널리 사용되고 있습니다.
재료공학
Q. 텅스텐이라는 물질에대해서 설명해주실분?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.재료는 고유의 특성을 가지고 있습니다. 텅스텐이라는 재료도 마찬가지지요. 텅스텐은 자연에서 산화물 형태로 있는 희귀 금속 중 하나의 원소로, 이것을 인위적으로 정제해서 사용하는 순수 금속입니다. 원소기호로는 W를 사용합니다. 텅스텐의 원자 번호가 74번으로 상당히 원자가 무거운 금속입니다. 그래서 철보다 비중이 훨씬 높은 이유이기도 하고요. 단단하고 녹는점도 매우 높아서 낚시용품 외에도 산업용으로도 많이 활용되고 있습니다.
전기·전자
Q. 나트륨배터리의 성능은 얼마나 뛰어난가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.제 생각에는 나트륨 배터리가 성능은 리튬배터리를 따라가진 못합니다. 반면에 리튬보다 원재료가 쉽게 구할 수 있기 때문에 자원이 풍부하다는 장점으로 가격 경쟁력이 있습니다. 그리고 저온에서도 가능하기 때문에 화재 위험도가 낮아 안전성이 뛰어나다 볼 수 있습니다. 앞서 얘기했듯이 성능은 떨어지기 때문에 고성능 기기에는 아직 한계까 있을 것으로 생각하고, 보조저장장치나, ESS 같은 곳에서 상용화가 될 수 있지는 않을까 생각해봅니다.
재료공학
Q. 후공정에서 반도체 기판에서 숄더볼이 무슨 역할을 하나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.숄더볼이라는 것은 반도체 칩과 기판을 전기적으로 연결해주는 납땜 재료라고 할 수 있습니다. 후공정할 때, 칩을 기판위에 올리고 숄더볼로 접합해서 신화와 전력을 전달하게 되는 것이죠. 전기적 연결 뿐만 아니라 기계적으로도 지지 역할을 해주기도 해서 열팽창 차이를 완충하는 역할도 수행하는 요소입니다.
재료공학
Q. 반도체 기판에서 유리기판이 기존 기판과 비교해서 어떤 특성과 장점을 갖고 있나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.유리기판은 비정질이라서 열팽창률도 낮고, 반도체 소자의 정밀한 적층이나 미세공정에 있어서 유리할 수 있습니다. 전기에 대한 절연성도 상당히 뛰어나기 때문에, 고주파 신호에 있어서 손실을 줄일 수 있는 장점도 가지고 있어요. 표면 편탄도도 상당히 좋기 때문에 고밀도 회로 구현에 적합하기 때문에, 최근 AI나 고성능 패키징 등 차세대 반도체에 이 기판이 주목받고 있는 것입니다.
전기·전자
Q. 데이터와 와이파이의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.데이터는 통신회사에서 제공되는 무선 인터넷으로 요금이 부과되는 시스템입니다. 와이파이는 유무선 공유기를 통해서 연결되는 무선 인터넷으로, 주로 일반적인 가정이나, 공공장소, 회사에서도 쓰는 회사는 있습니다. 그리고 무료로 제공이 될 수 있죠. 데이터는 어디서든 접속이 가능하나, 와이파이는 장소에 따라서 공유기의 위치와의 거리에 따라 접속 가능 여부가 달라질 수 있어요.