이과생의 일상, 관심사 블로그

1주기 1족 원소 수소(H)에 대하여 수소는 주기율표 1주기 1족에 위치한 양성자 1개 전자 1개를 갖는 원소이다. 수소는 현재 수소연료전지의 연료로서 매우 각광 받고 있으며 수소와 산소가 결합하여 에너지와 물(H2O) 가 만들어진다. 기존의 화석 연료와 비교를 해보면 반응물로서 산소가 필요하다는 점은 같지만 반응물에 탄소가 없어 이산화 탄소가 만들어지지 않고 물이 만들어진다. 수소연료 전지의 원리에 대하여 간단하게 설명을 하자면 수소가 연료 극을 지나면서 전자와 수소 원자로 나누어지게 되고 전해질의 고분자 막은 수소 원자 만을 통과 시켜 음극에 전자를 남기게 된다. 그리고 양극에서는 수소 이온과 산소가 결합을 하기 위해 전자가 필요하게 되는데 이것이 전위차를 만들어 전기 E를 만들어 내는 것 이다. 금..

액체는 파괴적이다. 거품은 쉽게 압축되기 때문에 쉽게 압축된다; 만약 당신이 폼 매트리스에 뛴다면 그것이 아래로 내려가는 것을 느낄 것이다. 하지만 액체는 그렇지 않다. 당신은 이것을 강에서나 수도를 틀 때, 커피를 젓을 때 본다. 당신이 다이빙 보드에서 뛰어 많은 양의 물을 치게 되면 그것은 당신을 비껴나가 흘러야한다, 하지만 너의 충격속도가 너무 크면 흐는데 시간이 걸리기 때문에 그것은 밑으로 가지는 않고 당신을 다시 밀쳐낸다. 당신이 배치기를 할 때 쓰리게 할것이며 그것은 콘크리트에 떨어지는 것과 같을 것이다. 물의 비압축성은 파도가 치명적인 힘을 갖을 수 있는 이유이며 해일의 경우 그것이 건물과 도시를 부수고 자동차를 쉽게 던져 버릴수 있는 이유이다. 열이나 유체역학에서는 액체는 밀도가 항상 일정..

연료를 사용하여 전기를 만들어내는 장치로서, '3차 전지'라고도 부른다. 하지만 연료전지는 연료를 태워서 발전기를 돌리는 것이 아니라 연료의 화학반응에서 직접 전기를 얻는다. 기초적인 형태의 연료전지는 수소와 산소를 사용하는 것으로 수소와 산소가 반응하여 물이 만들어지는 반응을 사용한다. 연료전지는 수소와 산소를 이용한 기초적인 연료전지만 있는 것은 아니다. 대표적인 연료로 천연가스와 메탄올이 있다. 특히 인산형(PAFC) 연료전지는 이미 상용화 단계라고 한다. [연료전지와 배터리의 차이] 연료전지와 배터리(2차 전지)는 큰 차이가 있는데 배터리가 전기를 저장하는 장치라면 연료전지는 전기를 만들어내는 발전기와 같은 장치이다. 따라서 배터리는 그 자체만 가지고 있으면 전력원으로 사용 가능하지만 연료전지는 ..

실험 목표 빨대로 계란이 받는 충격을 최소화하는 구조를 만들어 5층에서 낙하시켰을 때 깨지지 않도록 한다 준비물 계란, 빨대, 테이프, 가위, 카메라 낙하체 디자인과 그 이유 계란을 보호하기 위해선 낙하시 가해지는 힘인 중력과 반대되는 힘인 공기 저항을 극대화 시킬 필요가 있었다. 때문에 공기 저항 계수가 가장 큰 도형인 정육면체로 낙하체를 디자인 했으며 공기와 계란 구조물이 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 테이프로 면을 만들었다. 또한 뼈대를 튼튼하게 하기 위해 3개의 빨대를 겹쳐 하나의 모서리를 만들어 정육면체를 만들었다. 겉 뼈대를 다 만든 후 내부에 계란을 넣고, 양쪽 끝을 빨대를 이용해 고정시켜 낙하체를 완성하였다. 관련 이론 계란 구조물이 공기와 같은 유체 속에서 자유 낙하할때 계란 구조물에는 ..

RF 관점에서의 LC 배경지식 S 파라미터: RF에서 가장 널리 사용되는 회로 결과 값이다. S 파라미터의 정의는 간단한데, 주파수 분포상에서 입력전압과 출력전압의 비를 의미한다. 예를 들어 S21 이라하면, 1번 포트에서 입력한 전압과 2번 포트에서 출력된 전압의 비율을 의미한다. 즉 1번으로 입력된 전력이 2번포트로는 얼마나 출력되는가를 나타내는 수치이다. Inductance(인덕턴스): 회로를 흐르고 있는 전류의 변화에 의해 전자기유도로 생기는 역기전력의 비율을 나타내는 양. 단위는 H(헨리)이다. 이러한 인덕턴스 값을 간단히 L이라 지칭하며, RF에선 nH 단위가 주로 사용된다. Capacitance (캐패시턴스): 전압을 가했을 때 축적되는 전하량의 비율을 나타내는 양. 단위는 F(패럿)이다. ..

정보를 손쉽게 옮기는 플래시 메모리 플래시 메모리는 1980년대 발명된 일본발 기술이다. 당초에는 데이터를 바꾸어 쓸 때 보존했던 데이터를 일단 모두 삭제하던 것으로부터 ‘flash’라고 명명했다. 현재는 모든 데이터를 삭제하는 것은 아니지만 이름은 그대로 사용이 된다. 0과 1만을 사용하여 나타내는 정보를 디지털 정보라고 한다. 플래시 메모리에서는 0과 1을 ‘메모리셀‘이라 불리는 반도체를 사용하여 표현한다. 메모리셀의 일부분인 ’플로팅 게이트’에 전자가 들어있는 상태를 0, 들어있지 않은 상태를 1이라고 한다. 한 번에 수백개의 전자들이 플로팅 게이트를 출입한다. 다만 수만~수백만회 전자가 출입하게 되면 플로팅게이트와 MOSFET 사이를 조건적으로 격리하는 실리콘 산화막이 열화되어 비휘발성 메모리의 ..

터치스크린에는 정전식 터치스크린과 감압식 터치스크린이 있다. 이 둘 중 구조와 원리를 조사할 터치스크린은 정전식 터치스크린이다. - 정전기 유도 현상 금속 막대에 대전체를 가까이 하면 대전체와 가까운 곳은 대전체와 다른 종류의 전하가 유도되고, 대전체와 먼 곳은 같은 종류의 전하가 유도된다. 이와 같이 금속에 대전체를 가까이 했을 때 전하가 유도되는 현상을 정전기 유도라고 한다. - 정전기 유도가 발생하는 이유 대부분의 금속에는 자유롭게 이동할 수 있는 자유전자가 많이 있다. 금속 막대에 (-) 전하로 대전된 플라스틱 막대를 가까이 하면 금속 막대 내의 자유전자들은 플라스틱 막대에서 먼쪽으로 밀려난다. 정전기 유도 현상은 전기가 잘 통하지 않는 종이와 같은 부도체에서도 일어난다. (-) 전하로 대전된 플..

키워드: 화학 평형, 르샤틀리에 원리, 완충용액 식각 공정이란 이전의 포토 공정에서 그려진 회로의 패턴중 필요한 부분은 남겨 놓고, 필요 없는 부분은 깍아내는 작업을 한다. 이러한 식각 공정은 크게 습식 식각 공정과 건식 식각 공정으로 나뉜다. 습식 식각 공정은 용액를 통해 식각 공정을 진행하는 것이다. 습식 식각 공정은 적당한 용액을 사용하면 목표 금속이나 물질만을 부식, 용해 시키는 약품을 사용해 식각하는 공정이다. 반도체에서 규소 웨이퍼를 깍아내는 데는 플루오린화 수소 (불화수소) 가 필요하다. 플루오린화 수소는 특이한 반응으로 인하여 진한 용액에서는 강산이지만, 연한 용액에서는 약산으로 작용한다. 그 이유로는 플루오린화 수소는 아주 높은 농도에서는 자동 이온화가 일어난다. 반응식은 다음과 같다. ..

발광팔지의 원리이다. 위의 반응은 다이페닐 옥살레이트의 화학적 발광 과정이며, 이 반응에서 다이페닐 옥살레이트가 산화제인 과산화수소와 반응하면1,2-dioxetanedione을 형성하고, 페놀 2개를 방출한다. 그런 다음 1,2-dioxetanedione는 염료(dye) 분자와 반응하여 분해되어 빠르게 이산화탄소를 형성하고, 염료를 흥분된 상태로 만듭니다. 염료 분자가 들뜬상태에서 바닥상태로 돌아올 때 가시광선의 빛을 방출한다. 1,2-dioxetanedione는 염료 분자가 없다면 빛 대신 열만 낸다. 위의 반응은 기본구조인 oxalate diesters와 과산화수소가 반응하여 과산화옥살레이트(peroxyoxalate)를 형성하는 과정이다. 위의 반응은 과산화옥살레이트가 고에너지 중간체인 1,2-dio..

산화막의 형성 방법 반도체 직접회로의 원재료를 탄생 시키기 위하여 일련의 정제 과정을 통해 잉곳 이라고 불리는 실리콘 기둥을 만들어야 한다. 그리고 이 기둥을 균일한 두께로 절단한 후 연마의 과정을 거쳐 웨이퍼를 만들어야 한다. 이렇게 만들어진 웨이퍼는 전기가 통하지 않는 부도체 상태라서 반도체라 할 수 없는데 반도체의 성질을 갖게 하기 위하여 고온 (800~1200도)에서 산소나 수증기를 웨이퍼 표면에 뿌려 얇고 균일한 실리콘 산화막을 형성 시켜야하는데 이 과정을 산화공정이라고 한다. 산화막의 형성 방법에는 크게 4가지가 있다. 열산화, 전기 화학적 산화, 화학적 기상 증착, 플라즈마 화학 기상 증착 이 있다. 그 중 가장 보편적으로 쓰이는 방법이 열산화 방법인데 열산화 방법은 산화 반응에 쓰이는 기체..