Chemistry ¡í ¿Âµµ
¿Âµµ : ¿Àüµµ
Àüµµ¶õ ¹°Ã¼°£ÀÇ Á÷Á¢ÀûÀÎ Á¢ÃËÀ» ÅëÇؼ ¿ÀÌ Àü´ÞµÇ´Â °Í
Àüµµ(conduction) ¶Ç´Â ¿Àüµµ(heat conduction)´Â ¹°Ã¼°£ÀÇ Á÷Á¢ÀûÀÎ Á¢ÃËÀ» ÅëÇÏ¿© ¿ÀÌ Àü´ÞµÇ´Â °ÍÀÌ´Ù. ¶ß°Å¿î ¿Âµ¹¹æ¿¡ ¾É¾Æ ÀÖÀ¸¸é ¾ûµ¢ÀÌ°¡ ¶ß°Å¿öÁö´Â °Íó·³ ¹°ÁúÀÇ Á÷Á¢ÀûÀÎ À̵¿À» ¼ö¹ÝÇÏÁö ¾Ê°í Á¢ÃËÇÏ°í ÀÖ´Â µÎ ¹°Ã¼ÀÇ ¿ÂµµÂ÷¿¡ ÀÇÇؼ ¿(¿¡³ÊÁö)ÀÌ È帣´Â ¹æ½ÄÀÌ ÀüµµÀÌ´Ù. Àüµµ´Â ÇÑ ¹°Ã¼ ³»¿¡¼µµ ÇÑ ÂÊ ³¡¿¡¼ ´Ù¸¥ ÂÊ ³¡À¸·Î ÀϾ ¼öµµ ÀÖ°í, Á¦3ÀÇ ¹°Ã¼¸¦ ¸Å°³·Î ÇÏ¿© ÀϾ ¼öµµ ÀÖ´Ù.
¹Ì½ÃÀû ±Ô¸ð¿¡¼ º¸¸é Àüµµ´Â ºü¸£°Ô Áøµ¿Çϰųª ¿òÁ÷ÀÌ´Â ¿øÀÚ ¶Ç´Â ºÐÀÚµéÀÌ ÀÌ¿ô ¿øÀÚ ¶Ç´Â ºÐÀÚµé°úÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëÀ» ÅëÇؼ ¿(¿¡³ÊÁö)ÀÌ Àü´ÞµÇ´Â °ÍÀÌ´Ù. ¿Àº ÀÌ¿ô ¿øÀÚµéÀÌ ´Ù¸¥ ¿øÀÚ¿¡ ´ëÇؼ Áøµ¿Çϰųª ÀüÀÚµéÀÌ ÇÑ ¿øÀÚ¿¡¼ ´Ù¸¥ ¿øÀÚ·Î ¿Å°Ü°¡´Â ÇüÅ·ΠÀü´ÞµÈ´Ù. Àüµµ´Â ¹°ÁúÀÇ ¸ðµç »óÅÂ(°íü, ¾×ü, ±âü µî)¿¡¼ ÀϾÁö¸¸ °íü¿¡¼´Â °¡Àå Áß¿äÇÑ ¿Àü´Þ ¹æ¹ýÀÌ´Ù. °íü¿¡¼ Àüµµ´Â °áÁ¤À» ÀÌ·ç´Â ºÐÀÚµéÀÇ Áøµ¿ÀÇ Á¶ÇÕ°ú ÀÚÀ¯ÀüÀÚÀÇ À̵¿¿¡ ÀÇÇؼ ÀϾ°í, ±âü¿Í ¾×ü¿¡¼´Â ºÐÀÚµéÀÇ Ãæµ¹°ú ±×µéÀÇ ¹«ÀÛÀ§ ¿îµ¿ÀÌ ÀϾ´Â µ¿¾ÈÀÇ È®»ê¿¡ ÀÇÇؼ ÀϾÙ.
Ǫ¸®¿¡ÀÇ ¹ýÄ¢°ú ¿Àüµµµµ
¿Àüµµ Çö»óÀ» ¼³¸íÇÏ´Â ¹ýÄ¢À» '¿ÀüµµÀÇ ¹ýÄ¢' ¶Ç´Â 'Ǫ¸®¿¡ ¹ýÄ¢'À̶ó°í ÇÑ´Ù. ÀÌ ¹ýÄ¢À» ¸¸µç Ǫ¸®¿¡ (Jean Baptiste Joseph Fourier , 1768 –1830)´Â Ǫ¸®¿¡ ±Þ¼ö·Î À¯¸íÇÑ ÇÁ¶û½º ¼öÇÐÀÚÀÌ´Ù. ¹ýÄ¢ÀÇ ³»¿ëÀº ºñ±³Àû °£´ÜÇÏ´Ù. µÎ ¹°Ã¼ »çÀÌ¿¡ ´ÜÀ§½Ã°£¿¡ ÀüµµµÇ´Â ¿·®Àº µÎ ¹°Ã¼ÀÇ ¿ÂµµÂ÷¿Í Á¢ÃËµÈ ´Ü¸éÀû¿¡ ºñ·ÊÇÏ°í °Å¸®¿¡ ¹Ýºñ·ÊÇÑ´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù. ´ÜÀ§½Ã°£À» ¥Ät, ÀüµµµÇ´Â ¿·®À» ¥ÄQ, µÎ ¹°Ã¼ÀÇ ¿ÂµµÂ÷¸¦ ¥ÄT, Á¢ÃËµÈ ´Ü¸éÀûÀ» A, °Å¸®¸¦ ¥Äx¶ó ÇÏ°í ½ÄÀ¸·Î ³ªÅ¸³»¸é ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
Ǫ¸®¿¡ ¹ýÄ¢À» Ç¥ÇöÇÏ´Â ½Ä¿¡¼ ºñ·Ê»ó¼öÀÎ k°¡ ³ªÅ¸³ª´Â µ¥, ÀÌ´Â ¹°Ã¼¸¶´Ù ¿À» ÀüµµÇÏ´Â ¼ºÁúÀÌ ¹°Ã¼¸¶´Ù ´Ù¸£±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. ÀÌ·¸°Ô °°Àº ¿ÂµµÂ÷¿Í °Å¸®¿¡¼ ¹°ÁúÀÌ ¿Àü´ÞÇÏ´Â Á¤µµ¸¦ ºñ±³ÇÑ °ÍÀ» ¿Àüµµµµ¶ó°í ÇÑ´Ù. °ªÀÌ Å¬¼ö·Ï ¿Àüµµ°¡ Àß µÈ´Ù. Âü°í·Î ¿ÀüµµµµÀÇ ´ÜÀ§´Â ¿ÀÇ ´ÜÀ§(W, ¿ÍÆ®)¸¦ °Å¸®ÀÇ ´ÜÀ§( m, ¹ÌÅÍ)¿Í ¿ÂµµÀÇ ´ÜÀ§ (K, Ķºó)ÀÇ °öÀ¸·Î ³ª´« W/m•K ÀÌ µÈ´Ù. ¿Àüµµµµ°¡ Å« ¹°ÁúÀ» ¿ÀÇ ¾çµµÃ¼¶ó°í ÇÏ°í, ¿Àüµµµµ°¡ ÀÛÀº ¹°ÁúÀ» ¿ÀÇ ºÎµµÃ¼(ȤÀº ºÒ·®µµÃ¼)¶ó°í ÇÑ´Ù.
¿ÀÇ ¾çµµÃ¼ – ´ëºÎºÐ ±Ý¼Ó, ÃÖ°í´Â ±×·¡ÇÉ
¿ÀÇ ¾çµµÃ¼´Â ÁÖ·Î Àº, ±¸¸®, ¾Ë·ç¹Ì´½°ú °°Àº ±Ý¼ÓµéÀÌ´Ù. ±Ý¼ÓÀÌ ¿À» Àß Àü´ÞÇÏ´Â ÀÌÀ¯´Â ±Ý¼ÓÀ» ÀÌ·ç´Â ¿øÀÚµéÀÌ °áÁ¤°ÝÀÚ¸¦ ÀÌ·ç°í ÀÖ¾î¼ °ÝÀÚÁøµ¿À» ÅëÇؼ ¿ÀÌ ÀüµµµÉ »Ó ¾Æ´Ï¶ó, ±Ý¼ÓÀº ¿øÀÚ¿¡ ¼Ó¹ÚµÇÁö ¾ÊÀº ÀÚÀ¯ÀüÀÚ°¡ ¸¹¾Æ ÀüÀÚÀÇ À̵¿À¸·Î ¿ÀÌ Àü´ÞµÇ±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. ´ëºÎºÐÀÇ ±Ý¼ÓÀº Àü±âÀüµµ(electrical conduction)µµ ÀßÇϴµ¥ ÀÚÀ¯ÀüÀÚ´Â ÀüÇϸ¦ ÇÔ²² ¿î¹ÝÇϱ⠶§¹®ÀÌ´Ù. ÀÌ ¶§¹®¿¡ ÁÁÀº ¿ÀüµµÃ¼ÀÎ ÀºÀ̳ª ±¸¸®°¡ ÁÁÀº Àü±âÀüµµÃ¼°¡ µÇ´Â °ÍÀÌ´Ù.
¹Ý¸é, ¿Àüµµµµ°¡ °¡Àå ¶Ù¾î³ ¹°ÁúÀº 2010³â ³ëº§¹°¸®ÇлóÀÇ ¿¬±¸ ÁÖÁ¦¿´´ø ±×·¡ÇÉ(Graphene)ÀÌ´Ù. ±×·¡ÇÉÀº ź¼Ò¿øÀÚ°¡ À°°¢ÇüÀÇ ±×¹°¸ð¾çÀ¸·Î ¿¬¼Ó ¹è¿µÈ °ÍÀ¸·Î ¿µ±¹ ¸Çü½ºÅÍ ´ëÇÐÀÇ ¾Èµå·¹ °¡ÀÓ(Andre Geim)°ú ÄܽºÅºÆ¾ ³ëº¸¼¿·ÎÇÁ(Konstantin Novoselov)°¡ 2004³â¿¡ ¹ß°ßÇÏ¿´´Ù. À̵éÀº ½ºÄ«Ä¡Å×ÀÌÇÁ·Î È濬¿¡¼ ¿øÀÚ¸¦ ÇÑ Ãþ¾¿ ¶¼¾î³»¾î ´Ü¿øÀÚÃþ ±×·¡ÇÉÀ» ¾ò°í ±× ¹°¸®Àû ¼ºÁúÀ» ¹àÇô³»¾î 2010³â ³ëº§¹°¸®ÇлóÀ» ¼ö»óÇß´Ù. ±×·¡ÇÉÀº È濬, ´ÙÀ̾Ƹóµå¿Í ¸¶Âù°¡Áö·Î ź¼Ò·Î ÀÌ·ïÁø µ¿¼ÒüÀÌÁö¸¸, Áö¸§ 0.2§¬(³ª³ë¹ÌÅÍ, 10¾ïºÐÀÇ 1¹ÌÅÍ)ÀÇ ¿øÀÚÃþ ÇÑ °ãÀ¸·Î ÀÌ·ç¾îÁ®¼ ¹°¼ºÀÌ ÀüÇô ´Ù¸£´Ù. ±×·¡ÇÉÀº Çöó½ºÆ½ ·¦Ã³·³ Àß ÈÖ¾îÁö°í ¿Àüµµµµ°¡ ¸Å¿ì ¶Ù¾î³ª ¹Ì·¡ÀÇ ÃʼÒÇü¼ÒÀÚ·Î ÁÖ¸ñ¹Þ°í ÀÖ´Ù.
¿ÀÇ ºÎµµÃ¼ - ´Ü¿Àç, °ø±â°¡ ´ëÇ¥Àû
¿ÀÇ ºÎµµÃ¼(ºÒ·®µµÃ¼)´Â ³ª¹«³ª ½ºÆ¼·ÎÆû, ¼¶À¯ µî°ú °°Àº ºñ±Ý¼Ó ¹°ÁúÀÌ´Ù. ¿ÀÇ ºÒ·®µµÃ¼µéÀº ¿ È帧À» Â÷´ÜÇÏ´Â º¸¿Â¿ë °ÇÃàÀÚÀ糪 ÈÀ縦 ¸·´Â ´Ü¿Àç·Î ¾²ÀδÙ. ¾×ü¿Í ±âü´Â ´ëºÎºÐ ºÒ·®µµÃ¼¿¡ ¼ÓÇϴµ¥ ƯÈ÷ °ø±â´Â ¸Å¿ì ÁÁÀº ´Ü¿ÀçÀÌ´Ù. µ¿¹°µéÀÌ Ãß¿î °Ü¿ïÀ» °ßµô ¼ö ÀÖ´Â ÀÌÀ¯´Â µ¿¹°ÀÇ ¸ðÇdzª ±êÅÐÀÌ ¿ÀÇ ºÎµµÃ¼À̱⵵ ÇÏÁö¸¸ ¸ðÇdzª ±êÅÐ ³»ºÎÀÇ ¼ö¸¹Àº ºó °ø°£ÀÌ °ø±â¸¦ Æ÷ÇÔÇÏ°í Àֱ⠶§¹®ÀÌ´Ù. ¼®¸éÀ̳ª À¯¸®¼ØÀÌ ÁÁÀº ´Ü¿ÀçÀÎ ÀÌÀ¯µµ ¸¹Àº °ø±â¸¦ Æ÷ÇÔÇÑ ´Ù°ø¼º¹°ÁúÀ̱⠶§¹®ÀÌ´Ù. ´« ¿ª½Ã ¸¹Àº °ø±â¸¦ Æ÷ÇÔÇÏ¿© ´Ü¿È¿°ú°¡ ÁÁ´Ù.
Àηù°¡ ¸¸µé¾î³½ °¡Àå °¡º¿î °íüÀÎ ¿¡¾î·ÎÁ©(Aerogel)Àº ´Ü¿È¿°ú°¡ °¡Àå ¶Ù¾î³ ½Å¼ÒÀçÀÌ´Ù. ¿¡¾î·ÎÁ©Àº ¸Ó¸®Ä«¶ôÀÇ 1¸¸ ºÐÀÇ 1 ±½±âÀÇ ÀÌ»êȱԼÒ(SiO2) ¼ÒÀçÀÇ ½ÇÀ» ¼º±Û°Ô ¾ô¾î ¸¸µé¾îÁö¸ç ½Ç°ú ½Ç »çÀÌ °ø°£¿¡´Â °ø±âºÐÀÚ°¡ µé¾î°£´Ù. ¿¡¾î·ÎÁ©Àº Àüü ºÎÇÇÀÇ 98%°¡ °ø±â¿©¼ ¹Ðµµ°¡ °ø±âÀÇ 3¹è ¹Û¿¡ µÇÁö ¾Ê´Â´Ù. ¿¡¾î·ÎÁ©Àº ³ôÀº ±â°ø·ü·Î ÀÎÇØ ¿¡¤Àü±â¡¤¼Ò¸®¡¤Ãæ°Ý µî¿¡ °ÇÏ¿© ¹Ì·¡ÀÇ ´Ü¿À硤Ãæ°Ý¿ÏÃæÀ硤¹æÀ½Àç µîÀ¸·Î ÁÖ¸ñ¹Þ°í ÀÖ´Ù.
°¨°¢À¸·Î ´À²¸Áö´Â ¿Âµµ´Â?
Ãß¿î °Ü¿ï³¯ ´ë¹® ¹Û¿¡ ¸Å´Þ¸° ¼è°í¸®¸¦ ¸Ç¼ÕÀ¸·Î ÀâÀ¸¸é ¼ÕÀÌ ¾ó¾îºÙµíÀÌ Â÷°©°Ô ´À²¸Áø´Ù. ÇÏÁö¸¸ ³ª¹«·Î µÈ ¹®À» ¸¸Á®º¸¸é ±×·¸°Ô Â÷°©Áö´Â ¾Ê´Ù. ±× ÀÌÀ¯´Â ¹«¾ù ¶§¹®Àϱî? ¼è°í¸®°¡ ³ª¹«¹® º¸´Ù ¿Âµµ°¡ ´õ ³·Àº °ÍÀϱî? ±×·¸Áö ¾Ê´Ù. µÎ ¹°Ã¼´Â ¹ã»õµµ·Ï °°Àº ±â¿Â¿¡ ³ëÃâµÇ¾î ÀÖ¾ú±â ¶§¹®¿¡ ¿Âµµ¸¦ ÃøÁ¤ÇØ º¸¸é °°´Ù. ÀÌÀ¯´Â µÎ ¹°Ã¼ÀÇ ¿Àüµµµµ°¡ Å©°Ô ´Ù¸£±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. ¼è´Â ³ª¹«º¸´Ù ¿Àüµµµµ°¡ °ÅÀÇ 1000¹è³ª ´õ Ä¿¼ ¼ÕÀÇ ¿ÀÌ ºü¸£°Ô ºüÁ®³ª°¡ Â÷°©°Ô ´À²¸Áö´Â °ÍÀÌ´Ù. °Ô´Ù°¡ ¼Õ¹Ù´ÚÀÇ ¿Âµµ°¡ ±Þ°ÝÈ÷ ¶³¾îÁö¸é¼ ¼Õ¹Ù´Ú¿¡ ÀÖ´Â ¾à°£ÀÇ ¼öºÐÀÌ ¾ó¾îºÙ¾î ¼è°í¸®¿¡ ¼ÕÀÌ ´Þ¶óºÙ´Â ´À³¦À» ¹Þ±âµµ ÇÑ´Ù. ÀÌó·³ ¿Âµµ°è·Î ÃøÁ¤ÇÑ ¿Âµµ°¡ °°´õ¶óµµ ¹°Áú°ú Á¢ÃËÇÏ¿´À» ¶§ °¨°¢À¸·Î ´À²¸Áö´Â ¿Âµµ´Â ´Ù¸¦ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ°ÍÀº ¿ÀÇ ¾ç°ú °ü·ÃÀÌ ÀÖÀ¸¸ç ¿ È帧ÀÌ Å©°í ¿ÆòÇü¿¡ µµ´ÞÇÏ´Â ½Ã°£ÀÌ ÂªÀ¸¸é ´õ Â÷°©°Å³ª ´õ ¶ß°Ì°Ô ´À²¸Áø´Ù.
|