안녕하세요. 신란희 전문가입니다.
재료공학
Q. 철강업에서 사용하는 친환경 재료에 관하여 궁금합니다.
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.철강업에서 친환경 재료는 탄소 배출을 줄이기 위한 기술로, 수소환원법과 같은 혁신적인 방식이 주목받고 있습니다.또한, 철강 생산에서 발생하는 폐기물을 재활용하여 고품질 철강을 만드는 순환경제적 접근이 중해지고 있습니다.이를 통해, 기존의 고온 고압 환경을 개선하고, 재료 효율성을 높이며, 탄소 발자국을 줄이는 방향으로 나아가고 있습니다.
재료공학
Q. 친환경 재료를 개발하기 위해서 접근할 수 있는 방안이 궁금합니다.
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.친환경 재료 개발은 재생 가능한 바이오 기반 원료로 전환하여 화석 연료 의존도를 줄이는 접근이 중요합니다.또한, 재료의 전 과정 평가를 통해 생산, 사용, 폐기 단계에서 탄소 발자국과 환경 영향을 최소화하는 설계가 필수적입니다. 동시에 기존 고성능 재료의 재활용성과 분해성을 개선하는 기술이 핵심 과제로 부각됩니다.
재료공학
Q. 3D 프린팅에 사용되기 위한 재료의 조건
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.3D 프린팅 재료는 레이저, 열, 압력 등 가공 방식에 따라 적층될 수 있는 유동성과 빠른 응고 특성이 필수적입니다. 또한, 적층 후 원하는 기계적 강도와 내구성을 유지해야 하며, 반복적인 열-기계적 스트레스를 견딜 수 있는 안정성이 요구됩니다. 이를 위해 열가소성 폴리머, 광경화성 수지, 금속 분말 등이 최적화된 형태로 사용됩니다.
재료공학
Q. 카본이 일반 강판이나 강화플라스틱보다 훨씬 비싼데 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.카본 섬유는 고가의 원재료와 복잡한 제조 공정으로 인해 원래 비쌉니다. 원사 생산부터 고온 열처리와 성형까지 모든 과정이 정밀하고 에너지 집약적이며, 대량 생산이 어렵습니다. 자원은 비교적 풍부하지만, 품질과 강도를 일정하게 유지하는 기술적 제약이 가격을 높이는 주요 요인입니다.
재료공학
Q. 건축물에서 사용되는 고강도 재료는 어떤 것들이 있나요?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.고층 건축물에는 압축 강도와 내진성을 높이기 위해 고강도 철근콘크리트와 고성능 강재가 사용됩니다.또한, 풍하중과 진동을 제어하기 위해 섬유보강플라스틱과 탄수섬유 복합재가 구조 보강재로 활용됩니다.이외에도 초강도 유리와 알루미늄 합금이 외장재로 사용되어 경량화와 내구성을 동시에 확보합니다.
재료공학
Q. 반도체의 미세화와 재료 공학의 도전과제는?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.반도체의 미세화가 진행될수록 원자 단위에서의 전류 누설과 퀀텀 터널링이 발생해 전기적 제어가 어려워집니다. 이에 따라 고유전율 물질과 저저항 금속을 활용한 신소재 개발이 필수적이며, 인터커넥트와 게이트 절연층의 신뢰성을 높이는 것이 재료 공학의 핵심 과제입니다. 또한, 2D 소재나 나노튜브와 같은 혁신적 구조의 적용이 요구됩니다.
재료공학
Q. 스마트폰의 터치 스크린에 사용되는 유리
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.스마트폰의 터치스크린은 주로 고강도 화학 강화 유리인 알루미노실리케이트 유리를 사용합니다. 이 유리는 얇고 투명하면서도 충격과 긁힘에 강하며, 전기적 절연성과 높은 투과율을 통해 터치 민감도를 유지합니다. 또한, 화학 강화 공정을 통해 표면 압축 응력을 높여 파손 저항성을 극대화합니다.
전기·전자
Q. 휴대폰에서 전자파 차단 기술은???
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.최신 스마트폰은 금속 프레임과 내부에 전자파 차폐재를 적용해 전자파 방출을 최소화합니다. 또한, 회로 설계 단계에서 전자파 방출을 줄이는 PCB 레이아웃과 필터링 회로가 사용됩니다. 소프트웨어적으로는 안테나 전력을 조절해 전자파를 제어하면서도 통신 성능을 유지합니다.
전기·전자
Q. 무선 이어폰의 음질과 배터리의 수명의 최적화
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.무선 이어폰은 음질에 따라 배터리 소모량이 다르며, 고음질 재생 시 더 많은 전력 소모가 발생합니다. 특히 고해상도 오디오 코덱은 더 높은 데이터 전송률과 처리 능력을 요구해 배터리 소모가 증가합니다. 배터리 수명과 음질을 최적화하려면 효율적인 오디오 코덱, 능동형 노이즈 캔슬링의 최적화, 블루투스 저전력 기술 사용이 효과적입니다.
전기·전자
Q. 충전식 전자기기와 일회용 배터리에 대해서
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.충전식 전자기기는 내부에 재충전 가능한 리튬이온이나 니켈 기반 배터리를 사용해 반복적으로 에너지를 저장합니다. 일회용 배터리는 화학 반응이 완료되면 재사용이 불가능하며, 주로 알칼리 또는 리튬 1차 전지를 사용해 단기간 전원을 공급합니다. 충전식은 장기적 비용 효율이 높고 지속 가능하지만, 일회용은 초기 비용이 낮고 간편한 사용이 장점입니다.