소개글
"온도에 따라 색이 변하는 신소재 개발"에 대한 내용입니다.
목차
1. 조선 시대의 방탄 기술과 현대 방탄 기술의 발전
1.1. 조선 시대의 면제배갑
1.2. 현대 방탄복의 재료와 제조 방식
1.3. 나노 기술을 활용한 방탄복 개발
2. 나일론 섬유의 발명과 혁신
2.1. 나일론 발명가 윌리스 흄 캐러더스
2.2. 나일론 섬유의 다양한 용도
2.3. 나일론 섬유가 현대 생활에 미친 영향
3. 옷감 소재의 과학적 원리
3.1. 연잎 효과와 초소수성 표면
3.2. 고어텍스와 모세관 현상
3.3. 발열 섬유와 PCM 소재
4. 전도성 섬유와 스마트 의류의 발전
4.1. 전도성 실과 정전기 방지 의복
4.2. 웨어러블 기술과 바이오센서 의류
4.3. 전자 회로가 내장된 스마트 의류
5. 액정의 종류와 특성
5.1. 분자배향구조에 따른 액정의 종류
5.2. 액정의 유전율 이방성과 광학적 이방성
5.3. 강유전성 액정과 고분자 분산형 액정
6. 액정 디스플레이의 구동 방식
6.1. TN(Twisted Nematic) 방식
6.2. VA(Vertical Alignment) 방식
6.3. IPS(In-Plane Switching) 방식
7. 참고 문헌
본문내용
1. 조선 시대의 방탄 기술과 현대 방탄 기술의 발전
1.1. 조선 시대의 면제배갑
조선 시대의 면제배갑(綿製背甲)은 무명을 여러 겹 겹쳐 만든 방탄복이었다. 조선 초기에는 장교들이 주로 착용한 철로 만든 갑옷이 있었는데, 이 철갑옷은 무거워서 추운 겨울에는 가죽 갑옷을 착용하였다. 그러나 일반 군사들은 갑옷을 직접 장만해야 했기 때문에 면제배갑을 사용하였다. 면제배갑은 한지를 13겹 이상 겹쳐 만들었고, 옻칠을 하여 방수 기능을 높였다. 당시 화살을 막는 용도로 사용되었으며, 철갑옷에 비해 무게가 절반 정도밖에 되지 않았다고 한다.
면제배갑은 병인양요 직후인 1867년 고종 초 김기두와 안윤(또는 강윤)에 의해 발명되었고, 1871년 신미양요 때 실제로 사용되었다. 면제배갑은 총탄을 막아내는 성능이 우수했지만, 한여름에 착용하기에는 너무 더웠고 불에 약한 단점이 있었다. 신미양요 당시 조선군은 면제배갑을 착용하고 용맹하게 달려들었지만, 대포 공격으로 파편에 맞아 불에 붙는 일도 있었다고 한다. 당시 미군은 조선군의 면제배갑 중 한 점을 노획해 미국으로 가져갔고, 이후 세상에 알려졌다.
최근까지 면제배갑은 스미스소니언 박물관에 보관되어 왔으나, 2007년에 한국으로 반환되어 고궁박물관에 전시되었다. 조선 시대 면제배갑은 세계 최초의 방탄복으로 평가되고 있다.
1.2. 현대 방탄복의 재료와 제조 방식
현대 방탄복의 재료와 제조 방식은 다음과 같다.
현대 방탄복의 주 재료인 케블라 섬유는 연한 노란빛을 띠며 불에 타지도 녹지도 않는다. 500도가 넘어야 겨우 검게 탄화될 뿐이다. 직경 5mm 정도의 가는 실이지만 2톤의 자동차를 들어 올릴 정도로 강력한 힘을 가지고 있다. 방탄복은 이렇게 얇게 짠 케블라 섬유를 수십 겹 겹쳐 만들어 총알이 걸려들어가지 못하도록 제조한다. 최근에는 탄소나노튜브를 이용한 방탄복도 개발되고 있는데, 케블라 섬유로 만든 방탄복보다 더욱 튼튼하고 가볍다는 장점이 있다.
방탄복의 제조 과정은 다음과 같다. 먼저 케블라 섬유나 탄소나노튜브 섬유를 얇게 짠 다음 이를 수십 겹 겹쳐 만든다. 이때 섬유들이 서로 교차되도록 배열하여 총알이 관통하기 어렵게 한다. 이렇게 만들어진 방탄소재는 무겁고 뻣뻣하지만, 내부 장기 등 중요한 신체 부위만을 보호하는 조끼 형태로 제작된다. 소방관이나 군인 등 위험한 상황에 노출되는 사람들이 주로 이러한 방탄복을 착용한다.
1.3. 나노 기술을 활용한 방탄복 개발
나노 기술을 활용한 방탄복 개발이다. 방탄복의 재료 및 제조 방식은 큰 발전을 이루어 왔으며, 그 중에서도 나노 기술의 활용은 매우 주목할 만한 성과를 거두고 있다.
최근 들어 탄소나노튜브를 이용한 방탄복 개발이 두드러지고 있다. 탄소나노튜브는 케블라 섬유로 만든 방탄복보다 더욱 튼튼하고 가벼운 특성을 나타낸다. 탄소나노튜브는 직경이 1나노미터 수준으로 매우 가늘고 길이 대비 직경비가 매우 큰 특성을 가지고 있다. 이러한 특성으로 인해 탄소나노튜브는 금속에 비해 전기 전도성과 열 전도성이 우수하고 기계적 강도도 월등히 뛰어나다.
탄소나노튜브를 활용한 방탄복은 케블라 섬유 방탄복에 비해 두께는 얇아지면서도 방탄성능은 더욱 향상된다. 또한 무게도 크게 감소하여 착용감이 좋아진다. 이는 무게 감소로 인한 활동성 향상과 함께 피로도 경감 등의 효과를 거둘 수 있다. 이처럼 나노 기술을 활용한 방탄복 개발은 기존 방탄복의 한계를 극복하고 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 방안으로 주목받고 있다.
뿐만 아니라 나노 기술을 활용하여 방탄복의 다양한 기능성을 추가하는 시도도 이루어지고 있다. 예를 들어 방탄복 내부에 센서를 내장하여 착용자의 생체정보를 실시간으로 모니터링하거나, 외부 충격 감지 시 구조물이 팽창하여 충격을 흡수하는 기능 등이 개발되고 있다. 이를 통해 사용자의 안전과 편의성을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
이처럼 나노 기술은 기존 방탄복의 재료와 구조, 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 핵심 요소로 작용하고 있다. 향후 더욱 발전된 나노 기술의 적용을 통해 보다 가볍고 강력하며 다기능적인 방탄복 개발이 가능해질 것으로 전망된다.
2. 나일론 섬유의 발명과 혁신
2.1. 나일론 발명가 윌리스 흄 캐러더스
나일론 발명가 윌리스 흄 캐러더스는 미국 화학자로, 1926년 하버드 대학에서 연구 활동을 하던 중 1935년 마침내 석탄(나중에 석유)으로부터 벤젠을 원료로 한 튼튼하고 질긴 합성섬유를 만들어 내는 데 성공하였다.
이 합성섬유를 듀폰사에서 '나일론'이라고 명명하게 되었는데, 그는 기업소속 유기화학자로는 최초로 미국과학 아카데미 회원으로 선출되는 영예도 안았다. 그러나 캐러더스의 마음속은 항상 지적 갈등과 극도의 우울감으로 시달린 것으로 전해진다. 그는 발작을 일으켜 정신병원에 입원하는가 하면 여동생의 죽음으로 심한 정신적 충격을 받기도 했다. 결국 1937년 4월 28일, 한 호텔에 투숙해 청산가리를 먹고 세상을 떠나게 되었다.
캐러더스가 사망한 뒤에도 나일론을 이용한 신제품들은 쏟아져 나오기 시작했다. 듀폰사는 스타킹 덕분에 막대한 이익을 창출하는 회사로 발전하였고, 의류뿐만 아니라 낙하산, 타이어, 밧줄, 텐트 등 제2차 세계대전과 맞물려 군수품 제조에...
참고 자료
재료과학과 공학 7판, 시그마프레스, William D. Callister, Jr, 2007
재료과학과 공학 6판, 제 11장 금속 합금. William D.
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주사현미경 분석과 X선 미세분석, 윤존도 외, 2005
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디스플레이 상식사전 – 액정 | LG Display Newsroom
LCD의 원리와 구조」, 『삼성디스플레이 뉴스룸』
[디스플레이 톺아보기] ⑯ LCD의 원리와 구조 Part.2 | 삼성디스플레이 뉴스룸 (samsungdisplay.com)
LCD vs PDP, 낱낱이 파헤쳐보는 구동 방식의 차이」, 『LG 디스플레이 뉴스룸』
[디스플레이구동] LCD vs PDP 구동방식의 차이 (brunch.co.kr)
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