안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
Q. 광학 이성질체 관계에 있는 두 물질의 존재 비율에 따라 광학 활성이 나타나는 원리가 무엇인가요?
광학 이성질체(=거울상 이성질체)는 두 물질이 서로 거울상 관계에 있어 각각 편광된 빛을 회전시키는 방향이 반대입니다. 이성질체가 동일 비율로 존재하면 회전 효과가 상쇄되어 광학 활성이 나타나지 않지만 비율이 달라지면 편광된 빛이 한쪽으로 회전되어 광학 활성이 나타나게 됩니다. 이 원리는 약물 개발 식품 향미료 및 농약의 성능 개선, 생명체에서의 대사 과정 연구 등에 활용됩니다.
Q. 열전달과 열관리 기술의 중요성에 대해
기계 설계 및 구동 시 발생하는 열을 관리하는 것은 기기의 성능과 수명을 유지하는 데 가장 필수적입니다. 과도한 열이 축적되면 부품이 손상되고 시스템 고장 및 안전 문제로 이어질 수 있기 때문인데요. 적절한 열 관리 기술(방열판, 내부 구조, 등) 은 기기의 효율성을 높이고, 안정적인 작동을 보장합니다. 또한 열을 효과적으로 전달하고 분산하는 설계는 고온 환경에서도 기계가 원활히 작동하게 하며 에너지 효율을 극대화합니다.
Q. 컴퓨터든, 핸드폰이든 특정 전자기기 내에서 발열이 일어나다가 폭발하는건 주로 어떤 원인때문인가요 ?
전자기기 내 발열과 폭발의 주요 원인은 배터리 과열이 되겠습니다. 리튬이온 배터리의 경우 과충전, 단락, 고온 환경 노출 시 화학 반응이 가속되어 온도가 급격히 상승하고 내부 압력이 높아져 폭발로 이어질 수 있습니다. 또한, 배터리 제조 불량이나 내부 손상, 냉각 시스템의 문제로도 발열과 폭발이 발생할 수 있습니다. 고급 전자기기의 경우 배터리 내에 BMS가 존재할 수 있고 해당 BMS가 오작동을 일으킬 경우도 있겠습니다. 안전을 위해 과충전 방지 회로, 열 분산 설계, 품질 검사 등이 중요합니다.
Q. 기계들의 마모를 줄이기 위해서는 어떻게 해야 하나요?
기계 부품의 마모를 줄이려면 먼저 적절한 윤활제를 사용해 마찰을 줄여주고 주기적인 유지 보수를 통해 손상을 방지해야 합니다. 고강도 소재를 선택하거나 표면 경화를 통해 내구성을 높일 수도 있겠습니다. 또한 부품 설계를 최적화하여 스트레스 집중을 줄이고 환경 요인(온도, 습도 등)을 관리하여 부식이나 열화 등의 마모를 예방하는 것도 중요합니다.가장 중요한 것은 역시 꾸준한 관리가 되겠습니다
Q. 수1 탐구주제 선택 도와주세욥!!!
수학 1의 심화 주제로는 지수와 로그의 응용, 삼각함수의 주기성 및 변환, 수열과 급수의 수렴성을 다룰 수 있습니다. 특히 지수와 로그는 지속적인 성장과 감쇠를 모델링하는 데 유용하며 이를 통해 인구 성장, 방사능 붕괴 등의 문제를 탐구할 수 있습니다. 삼각함수는 주기적 현상을 이해하는 데 필수적이고 파형 분석이나 신호 처리와 같은 공학 분야에서 매우 중요합니다. 수열의 경우에는 피보나치 수열이나 등차 및 등비 수열을 연구하면서 패턴 인식과 수학적 귀납법을 통한 증명도 할 수 있습니다. 이러한 내용들은 공학적 문제 해결에 필수적인 기초 수학 개념을 강화하는 데 도움이 됩니다.