화학자가 재료를 설계하는 방법 :
* 구조와 속성 이해 : 화학자들은 물질의 구조 (분자 및 원자 수준)와 물리적 및 화학적 특성 사이의 관계를 깊이 이해하고 있습니다. 이를 통해 재료가 구성에 따라 어떻게 행동 할 것인지 예측할 수 있습니다.
* 분자 공학 : 화학자들은 분자를 조작하여 원하는 특성을 가진 재료를 생성 할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
* 올바른 원자 선택 : 요소가 다른 속성을 가지며 올바른 조합을 선택하면 특정 강도, 전도도, 반응성 등의 재료로 이어질 수 있습니다.
* 결합 제어 : 원자가 서로 연결되는 방식 (이온, 공유, 금속 결합)은 재료의 특성에 직접 영향을 미칩니다.
* 분자 구조 수정 : 분자의 모양과 배열을 변화시킴으로써 화학자들은 물질의 유연성, 경도 등을 변화시킬 수 있습니다.
* 새로운 재료 합성 : 화학자들은 다양한 기술을 사용하여 간단한 화학 반응에서 고급 나노 기술에 이르기까지 새로운 재료를 만듭니다.
* 테스트 및 특성화 : 새로운 재료가 합성되면 원하는 사양을 충족하도록 철저히 테스트해야합니다. 여기에는 다양한 분석 도구를 사용하여 특성과 성능을 연구하는 것이 포함됩니다.
화학자가 설계 한 재료의 예 :
* 고 강성 중합체 : 비행기에서 의류에 이르기까지 모든 것에 사용되는이 재료는 강력하고 가벼우 며 마모에 강합니다.
* 전도성 중합체 : 전자 제품에 사용되는이 폴리머는 전기를 전도하여 디스플레이, 센서 및 에너지 저장에 적합합니다.
* 생체 적합성 재료 : 의료 기기 및 임플란트에 사용되는이 재료는 무독성이며 신체와 통합 할 수 있습니다.
* 나노 물질 : 독특한 광학, 전자 및 촉매 특성을 가질 수있는 엄청나게 작은 구조 (나노 미터)를 갖는 재료로 약물 전달, 태양 전지 등의 발전을 초래합니다.
* 스마트 재료 : 환경의 변화 (온도, 조명, 압력)에 반응 할 수있는 재료로 센서, 액추에이터 및자가 치유 재료의 응용으로 이어집니다.
결론 :
화학자들은 의학 및 전자 제품에서 건설 및 항공 우주에 이르기까지 다양한 산업의 특정 요구를 충족시키는 재료를 만드는 데 중요한 역할을합니다. 분자 구조와 특성을 이해하는 데있어 그들의 전문 지식을 통해 원하는 특성을 가진 재료를 엔지니어링 할 수있어 많은 분야에서 획기적인 발전을 이끌어냅니다.
