안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
Q. 포텐셜 에너지의 개념과 활용도는 무엇이있을까요?
포텐셜 에너지는 위치나 상태에 의해 저장된 에너지로 중력, 탄성, 전기적 위치 등에 의해 결정됩니다. 기계 시스템에서 포텐셜 에너지는 스프링에 저장된 에너지나 높은 곳에 위치한 물체의 중력 에너지로 활용됩니다. 스프링에 압축된 에너지는 기계적인 일을 수행할 수 있고 높은 곳에 위치한 물체가 떨어질 때 그 에너지는 운동 에너지로 변환되게 됩니다.이러한 에너지는 기계 장치에서 운동을 생성하거나 제어하는 데 사용되는데 시계의 태엽이나 댐의 수력 발전이 포텐셜 에너지를 활용하는 사례가 있겠습니다.
Q. 기계공학의 미래 발전 가능성에 대해 설명하고, 현재의 기술 트렌드와 연관지어 구체적인 응용 분야는?
기계공학의 미래는 인공지능, 로봇공학, 3D 프린팅, 친환경 에너지 등 첨단 기술과의 융합을 통해 기술 발전을 할 것입니다. 현재의 기술 트렌드로는 스마트 제조, 자율 주행 차량, 드론 기술, 재생 에너지 시스템이 주목을 받고 있습니다. 예를 들어드리자면 인공지능을 이용한 자율 주행 차량은 교통 시스템을 혁신하고 3D 프린팅은 복잡한 기계 부품을 신속하고 경제적으로 생산할 수 있게 합니다. 재생 에너지 시스템에서는 효율적인 에너지 변환 장치를 개발하여 지속 가능한 에너지 사용을 촉진합니다.
Q. 파이공역계는 무엇이며 폴리아세틸렌에 대해 설명해주세요
파이공역계는 π-전자들이 분자 전체에 걸쳐 자유롭게 이동할 수 있는 시스템입니다. 폴리아세틸렌은 탄소 이중 결합들이 반복된 구조로 π-전자들이 이중 결합을 따라 이동할 수 있는 특성을 가지게 됩니다. 이 전자 이동성 덕분에 폴리아세틸렌은 전기전도성을 가지게 되는데 조금 더 쉽게 설명드리자면 폴리아세틸렌은 전자가 자유롭게 움직일 수 있어 전기를 잘 통하게 하는 특성을 가진 고분자이고 이를 통해 전도성 고분자 연구에서 중요한 역할을 합니다.
Q. 고분자 화합물이 쓰이는 생명과학 사례에대해..
전기전도성 고분자는 바이오센서, 약물 전달 시스템, 조직공학, 생체 기기에서 중요한 역할을 합니다. 바이오센서에서는 생체 신호를 전기 신호로 변환하여 질병 진단을 돕고 약물 전달 시스템에서는 약물의 방출을 전기 신호로 제어하여 정밀한 치료를 가능하게 해줍니다. 조직공학에서는 세포 성장과 조직 재생을 촉진하는 지지체로 사용되고 생체 기기에서는 신경 자극기와 같은 장치에 적용되어 신경 손상 치료와 같은 의료 기술을 향상시킵니다.
Q. 펜타에리트리톨 합성법 과정이 어떻게 되나요??
이성질체는 동일한 화학식을 가지지만 다른 구조를 가진 분자들입니다. 크게 두 가지로 분류되고 있는데 구조 이성질체는 원자의 연결 방식이 다르고 기하 이성질체는 공간 배치가 다릅니다. 예를 들어보자면 구조 이성질체인 n-부탄과 이소부탄은 동일한 화학식을 갖지만 원자의 배열이 다른데요. 기하 이성질체인 시스-트랜스 이성질체는 이중 결합 또는 고리 구조 주위에서 원자의 배치가 서로 다릅니다. 이성질체는 화학적 및 물리적 성질이 다를 수 있고 생물학적 활동에 큰 영향을 줄 수 있습니다.