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nmr 원리에 대한 발표문

NMR에 대해 좀더 이해를 돕기 위해 개략적으로 설명을 먼저 드리겠습니다.어떤 자기 모멘트를 가진 원자핵, 예를 들어,,,,등등을 강한 자기장 속에 넣으면 핵이 스핀 양자수 상태에 따라 몇 가지 에너지 상태가 생기게 됩니다. 이 때 이 에너지 준위의 차에 해당하는 적당한 주파수의 전자기파를 쪼이면 이 자기 에너지를 흡수하여 핵이 어떠한 에너지 준위에서 다른 에너지 준위로 전이하는 핵자기 공명을 일으키게 됩니다. 우리는 이 핵자기 공명을 일으키도록 쬐어준 적당한 주파수를 측정합니다. 이 적당한 주파수, 즉 핵자기 공명을 일으키는 때 측정되는 공명 흡수선은 동일 분자 내에서도 각각의 화학적, 자기적 환경에 따라 공명 진동수가 달라지게 되며, 이를 이용하여 분자 구조를 규명하는 것이 NMR 분광법의 원리입니다.이제 본격적으로 NMR의 원리에 대해서 말씀 드리겠습니다.1. NMR 이론원자 핵에 있는 양전하의 양성자는 회전축을 중심으로 spin 운동을 합니다. 이때 이 도체의 루프를 통해 전류가 흐르는것 처럼 자기장이 형성되고, 스핀 운동은 축방향을 따라 자기 모멘트를 갖게 됩니다. 이 회전하는 원자핵에 어떤 외부의 힘이 가해지지 않는다면 그림처럼 불규칙적으로 스핀운동을 하게 됩니다. 이때 외부 자기장를 걸게 되면 자기 모멘트가 있는 상태이므로 하나의 막대자석 처럼에 대해 평행하거나 혹은 역평행하게 배열되면서 일정한 방향성을 갖게 됩니다. 더 낮은 에너지를 가진 것이 평행한 것이며, 이 배향을 취한 핵들이 더 많습니다. 이 둘 사이의 에너지 차이를 알아 내는 것이 바로 NMR이론입니다.여기서 잠깐 스핀양자수에 대해 말씀 드리겠습니다. nmr에서 중요한 것이 바로 스핀 양자수 인데요. 스핀 양자수에 따라 이 원자는 nmr로 측정 가능한가, 혹은 어떠한 에너지 값을 갖는지, 등등에 대해 결정할 수가 있게 됩니다. 스핀 양자수는 핵전하의 모양, 핵전하의 수의 형태에 따라 I= 0,, 1,, … 과 같은 반 정수 값을 가집니다.스핀 양자수는 핵의 스핀운동에 따른 스핀 양자수를 3가지로 분류됩니다.첫 번째, I= 0 일때 이것은 스핀운동하지 않는 핵을 말합니다. 양성자와 중성자 모두 짝수인 경우인데요, 이들은 자기 모멘트를 갖기 않고, 자기적 성질을 띠지 않으므로 즉 자기적으로 비활성이므로 NMR을 통해 검출할 수가 없습니다. 그 대표적인 예로,이 있습니다.두 번째 I= 1/2 일때 이것은 스핀운동하는 구형 전하입니다. 아까 그림에서 보았던 것이 바로 여기에 해당하는것인데요, 이러한 핵은 자기 모멘트를 가지고 있습니다. 홀수 양성자나 혹은 홀수 중성자를 갖지만 중성자와 양성자 모두 홀수를 갖는 것은 아닙니다. 이들은 ,NMR에 대단히 중요하게 작용하는 것이며 취급 순서는 다음과 같습니다.>>>>NMR 측정의 90% 이상은을 측정 대상으로 취급합니다. 그러므로 앞으로 발표할 내용은 H-NMR을 기준으로 설명하도록 하겠습니다.세 번째, I > 1/2 일때, 이것은 스핀운동하는 비구형 전하이며 이들의 핵은 자기쌍극자와 전기 사중극자를 모두 갖습니다.I = 1I= 3/2I = 2I=5/2,,NMR 이론은 양자역학적과 고전역학적 이론으로 설명이 가능하며, 그 둘은 같은 결론에 도달하게 됩니다.먼저 양자역학적인 설명에 대해 말씀드리겠습니다.I > 0의 스핀 양자수를 갖는 자기성을 띤 핵은 외부자기장을 걸어줄 때 자기장과 서로 반응하여 각기 에너지 준위게 상응하는 서로 분리된 방향을 이렇게 갖습니다.I, I-1, I-2, …, -I일정한 핵은 이것의 개수인 2I + 1 개의 에너지 준위를 갖게 되는 것을 의미하고, 그 스핀상태는 자기 양자수 m으로 표현합니다.m = I, I-1, I-2, …, -I 와 같습니다.양성자 H-NMR을 예를 들어 보겠습니다. I = 1/2이면 2x 1/2 +1 = 2개의 에너지 준위를 갖고 그들의 각운동량 성분은 1/2, -1/2 인 것입니다.이렇게 배열된의 에너지 상태는 다음 그림과 같습니다.이 그림에서 보시다 시피 재배열 되면서 그 둘 사이에는 에너지 차이가 생기게 됩니다. 그 에너지는 +1/2상태의 스핀이 -1/2의 높은 에너지 준위로 들뜨려면만큼의의 진동수를 흡수하여야 합니다. 이것을 핵자기 공명이라고 합니다.그것을 식으로 나타내면이므로==(= 자기 모멘트,= 핵마그네톤 상수 5.05*)이만큼의 진동수를 흡수하여 핵자기 공명을 일으키게 되고 그것을 우리가 측정하게 됩니다.여기서 덧붙이자면 핵스핀의 자기 양자 상태 에너지는 외부자기장이 없을때 +1/2와 -1/2의 상태에 있는 전자수가 같에 분포 되어있으나 자기장에 놓이면 낮은 에너지 즉 +1/2의 상태에 있는 것이 더 많습니다. 실온의 열 에너지는 이러한보다 몇 단위 크기 때문에 자기 효과를 상쇄하여 낮은 에너지 핵이 약간 더 많은 것입니다. 이와 같이 약간 더 많은 상태의 핵 스핀이 라디오 파를 흡수하고 들뜨므로 .NMR 측정이 가능한 것입니다. 다시 말하면 m= 1/2와 m= -1/2인 에너지의 핵스핀 상태수가 같으면 라디오파의 흡수와 방출이 같아 지므로 알짜 흡수가 없어서 NMR 측정이 불가능 합니다.2) 고전역학적 설명다음으로 고전역학적으로 NMR 이론에 대해 설명드리겠습니다.이렇게 회전하는 입자가 있을 때 여기에 외부 자기장을 걸어주면 일정한 방향성을 가지면서 핵자기 모멘트즉 회전하는 핵의 회전축은 윗방향과 아랫방향을 향해 배열됩니다. 이 때 이는 딱 그 상태로 서있는 것이 아니라 외부 자기장의 벡터를 축으로 삼아 세차운동을 하게 됩니다. 이것은 나침반이 어떤 자기장에 놓여있을 때 잠깐의 충격으로 괘도를 이탈하여 이러한 방향으로 도는 것과 같은 원리입니다.핵이 이처럼 세차 운동을 할 때 주파수는 각속도와 주파수 및 자기장의 관계로 나타낼 수 있습니다.이 식을 보면= 2=이렇게 나타낼수 있는데요 여기서는 자기 회전비를 가리킵니다. 이 자기 회전비는 회전하는 입자의 자기모멘트와 각운동량의 관계로써입니다.이것을 위 식에 적당히 대입해 보면로 표현 된다. 여기의 h를 이쪽으로 옮기면 양자역학적 설명에서 본식이 된다.즉외부자기장에 비례하고 핵의 고유값때문에 핵의 종류에 따라 달라진다.즉 고전역학적인 방법에서도 핵의 스핀은 자기장이 걸리면 위로든 아래로든 세차운동을 하게 되고 배열상태의 에너지 차이는 양자역학적 설명에서 유도해낸 에너지 차이와 같다.여기까지가 nmr의 원리에 대한 것이었구요. 이제 NMR 의 스펙트럼이 어떠한 원리로 그 형태가 나오는지, 그 스펙트럼을 어떻게 해석하는지에 대해 발표하도록 하겠습니다.NMR 의 응용1) 화학이동화학적 이동이란 핵이 외부의 자기장 외에 2차로 유발된 자기장에 의해 영향을 받아 실제 느끼는 자기장이 달라지게 되고 그 차이에 의해 각각 다른 스펙트럼으로 읽히게 되는 것을 말하는 것입니다.화학적 이동은 첫 번째 편재 반자기 전류효과 (local diamagnetic current effect) 때문에 나타납니다.이 그림을 보시면 핵에 외부 자기장을 걸어주면 핵주위의 전자가 회전을 하게 되고 전자순환을 유발시켜서 외부자기장에 반대되는 작은 편재 자기장이 형성됩니다. 그렇게 되면 실제로 외부 자기장에 대하여 어느정도 핵을 가리우는 효과를 일으키고 이것을 반자기성 가리움이라고 합니다.이때 핵의 유효 자기장=입니다.는 가리움 파라미터이고 핵주위의 전자밀도에 따라 결정되는 값입니다.핵의 가리움의 정도는 핵 주위의 전자밀도와 관계가 깊은데요, 핵은 주위 원자단의 음성도가 클수록 가리움이 적습니다. 그 이유는 전기음성도가 큰 주위 원자단이 핵 주위의 전자를 끌어당겨서 상대적으로 원자 핵 주위에 전자가 줄어들며 그러므로 전자에 의해 유발되는 2차 자기장도 상대적으로 줄어들게 되기 때문에 가리움 효과가 작아지는 것입니다. 이 표를 보면서 설명드리겠습니다.4.33.02.72.52.22.20.90.2여기서는 기준인 ‘0’으로부터 얼마나 더 멀리 이동했는가를 보여주는 척도입니다..값이 크다는 것은 가리움 정도가 작다는 것을 의미합니다. 표에서 보시다 시피 전기음성도가 가장 커서 원자단인 F가 가장 많이 이동했다는 것을 알수 있습니다.이값에 대해서는 좀 더 자세히는 다시 뒤에서 설명 드리겠습니다.화학이동의 두 번째는 자기 비등방성 효과인데요. 이중 결합이나 삼중결합의 화합물의 스펙트럼에 나타나는 양성자의 위치는 편재 반자기성 전류효과만으로 설명이 불가능한 경우가 있습니다. 이것은 화합물의 비등방성 자기장 때문입니다.아까와 같은 이론을 적용해 보자면 이 화합물에 외부 자기장를 주었을 때 자기장이전자 흐름을 유발시켜서 고리전류를 만들고, 이것은 도선 루프 내 전류의 흐름처럼 걸어주는에 대하여 반대 방향으로 자기장이 작용합니다. 이렇게 되면 자기장의 방향이 우리가 측정하고자 하는 양성자 위치에서는 오히려 같은 방향으로 작용하게 됩니다. 따라서 이런 종류의 형태를 띤 방향족 양성자들은 낮은 외부 자기장으로도 공명이 일어나게 됩니다.(여기서이런 형태의 그림 설명하기)1다음은 스펙트럼 눈금 표시 기준에 대해 설명 드리겠습니다.아까 말씀드렸던값은 기준물질에 대한 화합물의 상대적인 화학이동을 뜻하는 것인데요. 여기서 기준물질은 대게 TMS (Tetra methyl 실란)을 사용합니다. 이 화합물 내의 모든 양성자는 동일하며 TMS에 대한 가리움 효과는 다른 대부분의 양성자의 가리움보다 더 크다. 따라서 이 화합물은 스펙트럼에서 관심있는 대부분의 봉우리들로부터 격리된 높은 자기장에서 예리한 단일 봉우리를 냅니다. 또 비활성이고 거의 모든 유기액체에 녹고 증류에 의해 시료로부터 쉽게 제거되므로 기준물질로 딱 이라고 볼 수 있습니다. 그러나 쉽게 물에 녹기 때문에 물을 용매로 사용할 시엔 DSS( 2,2-dimethyl-2-silapentane-5-sulfonic acid)를 대신 사용하기도 합니다.NMR스펙트럼을 가로축은 시료와 용매 그리고 기준물질인 TMS나 DSS를 함께 넣어 기준물질을 ‘0’으로 두고 그 상대적인 값을로 표현하여 스펙트럼을 그려 냅니다.그 상대적인 값을 표현하자면시그마는 아까 설명했다시피 가리움 정도를 나타내는 상수입니다.기준물질의 가리움 정도와 시료의 가리움 정도를 가지고 그 둘의 필요한 자기장의 상대적인 파라미터를 나타낸다면

자연과학| 2007.10.28| 7페이지| 1,000원| 조회(3,119)

공명, 양자, 스핀, NMR

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Nanotechnology가 우리에게 가져다 줄 혜택은 무엇인가 평가A좋아요

Nanotechnology가 우리에게 가져다 줄 혜택은 무엇인가?1. 서론나노기술(NT)은 현재 사용하는 기술의 한계를 극복, 인류에게 무한한 창조의 가능성을 열어준다는 점에서 정보기술(IT), 생명공학기술(BT)와 더불어 21세기의 3대 중요기술로 여겨지고 있다. 많은 소재의 입자나 반도체 소자의 단위소자가 줄어들면 완제품의 크기를 축소할 수 있다는 것 외에도 물리·화학적 성질변화에 따른 +α의 효과를 거둘 수 있다는 장점이 있다. 나노기술이 소자나 센서에 적용되면 소자의 작동속도가 빨라지고 전기전도성이 좋아지며 센서의 감도가 높아진다. 최근에는 전자소자 제조에 있어 나노기술이 인류문명의 한계를 극복해주는 핵심기술로 부상하고 있다. 60년대 전자소자의 집적화가 시작된 후 오늘날에는 작은 전자칩 내에 수억 개의 단위 소자를 내장할 수 있는 기술수준에 이르렀다. 대부분의 과학자들은 현재의 방법에 의한 전자소자의 제작은 당분간 계속되겠지만 10년 이내에 경제적·과학적 한계에 직면할 것으로 전망하고 있다. 전문가들은 머지않아 회로소자의 선폭이 0.04㎛에 이르면 집적도의 증가는 이론상 불가능해진다고 말한다. D램을 예로 들어보면 16G 이상의 제품개발은 불가능해진다는 얘기다. 이에 따라 대체소자의 개념을 탐색하게 됐고 그 주요기술로 나노기술이 부상하고 있다.)나노 기술의 응용 분야는 전자부분에서만 이루어지는 것은 아니다. 대체 에너지, 의학기술 등등 우리의 생활에 획기적인 변화를 보여 줄 것으로 전망 되므로 현재 세계 각국은 BT(나노 기술)에 막대한 투자를 하고 있는 것이다. 이 글에서는 나노기술에 대한 정의와, 현재의 동향, 그리고 향후 발전에 대해 간략히 알아보고자 한다.2. 나노 기술이란?나노(nano)란 희랍어로 난쟁이란 뜻인데, 10억분의 1(10-9)을 나타내는 접두어이다. 나노 뒤에 길이를 나타내는 단위인 미터(m)가 붙으면, 1 나노미터(㎚)는 10억분의 1 미터가 된다. 물질의 기본단위는 원자이며 그 직경은 대략 1㎚ 이하이다. 이러한 작은 원자들미세하게 고루 분산되어 있어 빛의 경로에 따라 다른 색이 나는 것이다.② 중세 유럽 성당의 채색유리 : 금 나노입자를 사용하여 유리에 빛을 내는 이러한 기술은 중세유럽에서 고딕 성당의 유리창을 스테인드글라스로 장식하는 것으로 발전되었다. 현존하는 가장 오래된 스테인드글라스 그림은 12세기 것이다. 금속 나노입자를 균일하게 바탕재료에 분산시키는 기술은 현대의 소재기술에서도 굉장히 어렵고 상업적 가치가 크다.③ 마야 블루 : AD 8세기경 멕시코 남부에 살았던 마야인들은 마야블루(Maya Blue)라는 청색도료를 흔히 사용했다. 그런데 이 도료가 칠해진 장식품들은 지금까지도 그 색이 변하지 않고 원형 그대로 보존되고 있다. 페이고르스키테(Paygorskite)라는 진흙은 나노미터 크기의 작은 구멍에 물이 포함되어 있는데 이것을 적절한 온도로 가열하면 물이 빠져나오고 빈 공간으로 된다. 여기에 인디고라는 염료를 섞으면 이 공간 속으로 염료가 들어가 강한 결합을 형성하는데 이 결합 때문에 염료가 아주 안정적인 특성을 갖게 되고 만고풍상을 견딜 수 있었던 것이다.④현대 나노 기술의 태동1959년 미국 물리학회에서는 '극미 세계의 아득한 가능성'이라는 제목으로 리차드 파인만(Richard Feynmann) 박사의 강연이 있었다. ‘나노기술의 아버지’로 불리는 리차드 파인만 박사는 이 강연에서 “There is plenty room at the bottom.”이라는 말로 나노미터세계의 무한한 가능성에 대해 예언적으로 설파하였다. 그리고 이후 과학자들은 그 예언을 증거라도 하듯이 나노세계의 잠재력과 신비로움을 하나씩 풀어내는 연구결과들을 발표하고 있다.처음으로 ‘나노기술’이라는 용어를 만들어 낸 사람은 나노기술의 이론가인 에릭 드렉슬러 (Eric Drexler)이다. 그는 1980년대 중반 ‘창조의 엔진’이라는 저서를 통해 처음으로 나노기술에 대해 구체적으로 묘사하였다4. 현재 개발된 나노 기술① 하향식(Top-Down) : 원시 시대 때부터 우리 인류가 사용한 방식으로서 전류를 흘려주면 원자를 탐침에 붙이거나 떨어뜨릴 수 있다는 사실이 발견되었다. 실제로 이 원리를 이용하여 1990년 IBM 연구소의 아이글러 박사는 최초로 35개의 크세논(Xenon) 원자를 가지고 IBM 로고를 만들었다. 원자를 다룰 수 있음을 보여준 의미 있는 사건이었지만, 이러한 방법으로 원하는 덩어리 소재를 만든다면 수백 년이 걸릴 것이다.5. 자연에서 모방한 나노기술① 연꽃잎 효과연꽃잎에 물이 떨어지게 되면 잎사귀에 있는 먼지들과 함께 마치 유리판위의 물처럼 떨어지게 된다. 연꽃잎에서의 이러한 특이한 현상은 「연꽃잎 효과(Lotus Effect)」라 불려진다. 눈으로 매끄럽게 보이는 연꽃잎을 현미경으로 확대시켜 보면 표면에 티끌보다 작은 솜털 즉 나노 돌기가 덮여있는 것을 알 수 있다. 연꽃잎 효과란 잎이 나노 돌기로 덮여 있어서 초소수성을 띄기 때문에 생기는 현상인 것이다.- 로토산 페인트 : 로토산(Lotusan)페인트는 비가 오면 먼지가 제거되고 항상 청결함을 유지한다. 현재 우리나라에서도 주상복합 아파트에 이 페인트가 적용되고 있다.- 섬유의 표면 : 나노 보프레기를 만들어 연꽃잎 효과를 발휘하게 하는 기술이 개발되었다. 나노텍스(Nanotex)라는 이름으로 상품화된 이 섬유는 표면에 폴리스티롤이라는 소수성을 띄는 고분자 물질을 50~120㎚의 크기로 부착시킨 것이다. 섬유 표면에 나노 휘스커라는 아주 작은 솜털을 부치는 기술도 개발되었다. 이 섬유는 표면에 에어쿠션이 만들어져 물방울이 섬유에 닿지 않고 굴러 떨어지게 된다. 현재 합성에 성공한 나노 휘스커는 길이가 수 십 ㎚이며, 겉모양은 원래 섬유와 똑같고, 질감도 그대로 유지되며, 보풀도 일지 않는다.② 오팔의 광결정오팔의 규칙적인 배열은 마치 결정(Crystal)과 비슷하여 과학자들은 구조의 색을 내는 오팔의 이러한 구조를 특별히 「광결정(Photonic Crystal)」이라고 부른다. 광결정은 통제하기 어려운 빛을 원하는 대로 정밀하게 조절할 수 있기 때문에 최근 과학자들에게 큰 주목피를 줄이기 위해서는 자성체의 자석 성질을 개선하는 것이 중요하다. 현재 하드디스크에는 「연자성」 소재가 사용되고 있으며, 자구의 크기를 줄여 기록밀도를 꾸준히 증가시키고 있지만 한계에 도달하고 있다. 자석박테리아가 만드는 나노 자성입자가 현재 연자성 소재가 안고 있는 한계를 극복시켜 줄 것으로 기대된다. 나노 자성입자 하나는 단위부피당 자석 성질이 극대화된 단결정이기 때문이다. 현재 나노소재과학자들은 자석박테리아처럼 각자는 단결정이면서 크기가 50~200nm인 나노 자성분말을 만들고 있다.④전복껍질전복껍질은 트럭이 밟고 지나가도 깨지지 않고 견딜 만큼 강하다. 전복 껍질은 소위 “벽돌과 진흙”의 구조를 가지고 있다. 껍질의 주 성분인 탄산칼슘이 벽돌역할을 하고 「키틴」이라는 얇은(약 10㎚ 이하) 단백질이 진흙 역할을 하는데, 이것들이 나노크기로 작다. 즉 전복껍질은 탄산칼슘과 단백질로 만들어진 나노 복합재료인 셈이다.- 복합재료 : 전복과 같은 나노 복합재료를 모방해서 현재보다 훨씬 성능이 우수한 나노소재를 만드는 연구가 활발히 수행되고 있다. 특히 자동차, 항공기, 인공위성 등과 같은 수송기계 분야에서 나노 복합재료의 연구가 활발히 진행되고 있다. 나노 복합소재를 이용하여 가벼우면서 강한 차체나 부품을 만들면, 자동차 무게를 줄이고 에너지를 절약하는데 효과가 크기 때문이다.⑤도마뱀붙이도마뱀붙이의 일종인 게코(gecko)는 몸길이가 30~50cm 이고 몸무게는 4~5Kg 정도로 매우 큰 도마뱀이다. 이들은 발가락 바닥에 발달시킨 나노소재가 있다. 이것을 이용해 그들이 벽에 붙기도 하는 것이다. 도마뱀붙이의 발가락 바닥에는 작은 솜털(쎄타라 불림)로 덮인 주름이 있다. 발가락 하나에는 약 50만개의 작은 세타가 있는데 길이가 0.1mm 정도인 작은 빗자루 모양이고, 끝에 수백 개가 넘는 잔가지가 나와 있고, 잔가지 끝은 지름이 수 백 나노미터 크기의 빨판으로 되어있다. 나노 빨판이 표면과 「반데르발스 힘(Van der Waals)」이라 불리는 결합력을 형성하기술과 제올라이트의 나노기공을 이용하여 치석의 침착이나 구취를 방지하는 기술도 소개되고 있다. 피부의 정상적인 턴오버(turn over)를 촉진하는 아미노산 물질들이 배합된 정육면체 모양의 나노구조체가 적용된 투명 세안 비누와 유효 약물이 함유된 나노캡슐로 모낭에 영양을 공급하는 샴푸, 린스 등도 있다.④ 안경나노소재기술이 안경에 적용되면 여러 가지 특수 기능을 부여할 수 있다. 안경에 100 ~ 150㎚ 두께의 나노 필름을 입히면 반사방지 기능을 부여할 수 있다. 여기에 추가로 20㎛ 두께의 필름을 코팅하면 안경에 긁힘 방지 기능을 부여할 수 있다. 그런 후 바깥층에 화학적 자기조립 방법을 이용하여 3 ~ 10㎚ 두께의 고분자 박막 코팅 층을 형성시키면 먼지와 피부기름의 침입을 막고 렌즈를 보다 민감하게 만들 수 있다.⑤ IT응용 분야- HDD : 컴퓨터의 하드디스크드라이브(HDD)는 메모리 용량을 높이기 위해 나노소재기술이 필수이다. HDD는 자기기록매체(디스크, 미디어)와 자기헤드로 구성되어 있다. 현재 1 비트를 기록하는 매체의 크기는 폭 180㎚, 길이 40㎚ 이하이고, 기록밀도는 1평방 인치 당 120기가(G) 비트가 실현되고 있으며, 1평방 인치 당 1테라(T) 비트 이상의 자기디스크 개발경쟁이 일어나고 있다. 여기에 기록된 미약한 자기정보를 읽어내는 자기헤드는 나노소재인 거대자기저항(Giant Magneto Resistance; GMR)재료로 되어 있고 자기매체에 대하여 수 나노미터의 높이로 부상시켜 유지되어야한다.- 플래쉬 메모리 : 정보전자 분야에서 우리나라의 세계적 나노소재기술 성과로 2006년 9월 삼성전자가 발표한 40㎚ 리소그래피 기술로 만든 세계 최초의 32기가 낸드 플래시 메모리가 있다. 전원이 없는 상태에서도 정보가 계속 저장되어있는 플래시 메모리는 CD, DVD, HDD 등 다양한 저장매체들을 대체할 것으로 예상된다. 최근 하드디스크가 없는 낸드 플래시 메모리가 장착된 노트북이 출시되었는데, 속도는 하드디스크보다 3배 빠르고 모

자연과학| 2007.10.28| 10페이지| 1,500원| 조회(672)

나노, 나노기술, BT, 소자, nanotechnology

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우리가 살고 있는 이 지구에 공기가 존재하고, 생명체가 살게 된 그 태초 시절부터 화학의 역사는 시작 되었다. 이러한 화학은 인류의 문명이 시작되면서 그 중요성이 인식되고, 그것에 대한 연구가 이루어 졌는데, 화학과는 바로 그러한 고대 사회에서 과학 연구기관에 근원을 둔 다고 볼 수 있다. 현재에는 그 맥락을 이어와 현대 사회에 맞는 형태로 발전하면서, 범세계적으로 기초과학발전과 산업계의 기술혁신에 지대한 공헌을 함과 동시에, 화학 발전에 기여하는 인재를 교육, 양성하는 곳으로 대부분의 대학교에 자리 잡고 있다. 사회의 변화, 문명의 발달과 더불어 이 사회는 더 많은 화학적 발전을 필요로 하게 되었고, 그리하여 화학과와 화학도의 미래는 예측이 불가능할 정도로 다양하고 광범위해지고 있다.1. 화학과의 과거- 화학 학과의 과거는 지금처럼 그리 밝지 만은 않았다.과학의 연구는 활발했으나, 과학의 분야를 나누는 과정에서 화학 분야는 하나의 학문으로 인식되지 않았다. 의학, 약학, 심리학, 뇌신경학, 생리화학, 생화학에서 분자생물학에 이르기까지 가장 중요한 역할을 한 학문 분야 중에 하나는 분명히 화학이다. 화학의 역할은 어쩌면 물리학보다 클 수도 있다 그러나 화학분야가 생물학과 의학에 기여한 역사적 맥락은 그리 많이 연구되지 않았다. 화학이 생물학에 끼친 영향은 진화론보다 크다. 17세기 자연학에서 탄생한 물리학 이전에도 화학은 연금술이라는 조상과 연결되어 있었다. 화학은 왜 상대적으로 물리학과 생물학에 비해 과학사와 철학에서 천대받는 것일까?① 진화론과 달리 화학은 다윈과 같은 정신적 대부가 없다. 아리스토텔레스의 4원소설까지 거슬러올라가는 화학의 사유 전통은 물질의 양과 패턴에 의해 물질적 속성을 설명하려는 정신을 추구한다. 물리학과 달리 그러한 속성은 알카리 성향 등으로 대표되듯이 항상 구체적인 물질과 물질이 처한 상황, 곧 그것이 다른 물질과 결합하는 방식과 연관되어 설명된다.② 용어 '물질'(matter)이 물리학에서 보편적으로 사용되는 반면에 화학 전통에서 Christian Reil (1759-1813)이 근대에 다시 복권시키게 된다.레일은 화학자가 아니다. 레일의 시대에 화학은 학문 분과의 위치를 가지지 못했다. 화학의 정신은 그 대신 여러 분과 속에 녹아있었다. 그러다가 원자의 존재가 밝혀지면서 그 정신은 확고한 '분과 지침서 개념'이 되었고, 엄격히 말하면 이 시기에 오늘날 비로소 화학이라고 부르는 학문이 탄생한 것이다.그 후 라보와지에를 거쳐 돌턴이 나타났고, 유기물과 무기물을 연구하는 분과로서 화학은 독립 분과의 위상을 차지했다. 화학의 연구는 생물학 연구와만 결합하지 않는다. 그것은 공학과도 결합한다. 실제 우리가 사용하는 많은 물질은 화학과 공학이 결합함으로써 탄생했다. 산업혁명이 일어나고, 그에 따른 자본주의사회로 변화하면서, 성장유지를 위해서는 화학물질이 필요했다. 그리하여 화학도들의 활약이 두드러 지게 되고, 그리고 세계대전이 일어나면서 실험실적인 연구에 치우쳐 있던 자연과학분야는 그에 따른 유연한 변화를 가지게 된다. 그리하여 공업과의 결합으로 지난 100년간 화학과가 육성해 낸 많은 화학도들이 현대 우리생활에도 크게 영향을 끼치게 되는 많은 화학적 & 공업적 업적을 이루어 냈다.① 원자: 생물학, 의학, 야금학, 발전기술 등은 원자분열과 동위원소 분리가 가능해짐에 따라 대변혁을 맞이했다. 이러한 성과를 가져오는 데는 화학도이 두드러진 역할을 했으며 이들과 듀퐁사의 Hanford 화학공장과 같은 시설덕분으로 제2차 세계대전은 원자폭탄에 의한 돌발적인 결론으로 치닫게 되었다. 오늘날 이 기술들은 좀 더 평화적인 일에 사용되고 있다. 의사들은 신체기능을 모니터하고, 동맥과 혈관의 막힌 곳을 재빨리 찾아내기 위해 동위원소를 사용한다. 생물학자들은 이를 통해 생명의 기본적인 메카니즘에 대한 매우 귀중한 통찰을 할 수 있으며, 고고학자들은 유물의 정확한 연대를 파악할 수 있다.② 합성물질의 시대: 19세기에 고분자 화학은 크게 발전했다. 그러나 화학공학자들이 고분자물질을 경제적으로 생산가능하게 만든 세척탑 등은 모두 환경을 깨끗이 하는 데 도움이 된다. 화학도들은 합성 물질로의 대체, 더 효율적인 공정, 그리고 새로운 재생 기술 등을 통해 천연 자원에 대한 부담을 감소시키고 있다.⑧ 음식, "저녁식사로 무엇을 먹을 것인가?": 식물이 잘 자라기 위해서는 많은 양의 질소, 칼륨, 인이 필요하다. 화학비료는 작물에 영양을 공급하고 , 자라난 농작물은 우리에게 풍부하고 균형 잡힌 영양을 제공한다. 또 비료는 중국이나 인도, 아프리카와 같은 나라의 사람들이 좀 더 나은 식량공급을 받을 수 있도록 해준다. 화학도들은 식품 가공의 최전방에 있으며, 생물공학의 발달이 식량생산을 더욱 더 증가시킬 수 있다고 믿는다.⑨ 석유 화학 제품, "검은 황금, 텍사스의 차(tea)": 화학공학자들은 원유 속에 있던 복잡한 유기 화합물을 훨씬 단순한 종류의 화합물로 깨뜨려 만들기 위해 촉매분해법을 개발했다. 반응 후 이 토막들은 가솔린, 윤활유, 플라스틱, 합성고무, 합성섬유 등을 포함한 많은 유용한 제품들을 만들어 내기 위해 분리되고 재결합된다. 이 때문에 석유 공정은 가능성을 주는 기술로 인식되며, 대부분의 현대적인 것들이 석유 없이는 그 기능을 멈추게 될 것이다.합성 고무를 기반으로: 화학공학자들은 합성 고무 개발에 있어 주도적인 역할을 했다. 제 2 차 세계 대전동안 합성 고무는 전쟁 수행에 있어 가장 중요하게 되었는데 이는 근대 사회가 고무를 기반으로 움직이기 때문이었다. (운동화는 제외하더라도) 타이어, 개스켓, 호스, 컨베이어 벨트 등은 모두 고무로 만들어진다. 우리가 운전을 하든, 자전거를 타든, 롤러블레이드를 타든, 달리든 간에 확실한 점은 우리가 고무 위에서 움직이고 있다는 것이다.2. 화학과의 현재와 미래①이공계 기피 현상지나간 과거 보다는 앞으로 다가올 미래에 대해 대처해야 하는 것이 현실이다.그러나 최근에는 경제논리가 강조되면서 기초학문이 소홀히 여기게 되고 이공계 기피현상까지 일어나고 있다.지구촌의 대학들이 이런 현상 때문에 재정은 점차 악화되고 있고, 과학기술을 설명할 수있는 신개념의 컨셉트 카를 타고 가가호호 방문하여 사람들에게 과학기술의 미래에 대해 비전을 전했으며 각 학교 학생들을 찾아다니면서 과학의 중요성을 설파하였다. 그들에게 직접 제작한 차를 통해 호기심을 자극하고 비전을 보여주었다. 그들은 새롭게 다가가고자 했다.새로움과 호기심을 줌으로써 마인드 바이러스를 형성하였으며, 이 바이러스는 자기 복제를 하면서 입에서 입으로 전해졌다. 그 교수들은 모두 최고의 이름을 가진 과학자들이었으나 그들은 상아탑 안에서 외로운 섬을 지키는 교수가 되기를 원하지 않았다. 그 교수들은 학문의 현장화를 실천하였으며 젊은이들에게는 ‘과학기술’ 이 나의 ‘비전’ 이 되도록 자극하고 과학기술에 대한 긍정적인 바이러스를 만드는데 성공한 것이다.이처럼 이공계 기피 현상을 앉아서 받아들이기 보다는 적극적인 해결책을 모색해야 한다.②미래에 대처하는 현재 화학과의 모습그러나 화학과의 비전은 밝다 21세기인 지금 우리 사회는 석유화학, 정밀화학, 생명현상, 첨단 소재, 그리고 환경관련 산업들이 화학과 관련된 주된 산업으로 부각 될 것으로 전망된다. 화학은 물리학 및 생명과학과 함께 핵심적인 기초과학의 한 분야로서 화학의 발달은 순수과학의 발전이라는 관점에서만 볼 때도 중요한 의미를 갖는다. 그러나 기초과학을 통해 얻은 지식은 곧 응용을 통하여 산업화가 가능하고 더군다나 과학기술이 곧 국가의 경쟁력으로 여겨지는 현실을 감안 할 때 화학과는 화학을 전공하는 학부생들에게 어떠한 것들을 어떻게 교육시켜야 이들이 졸업 후 급변하는 학계와 산업계에서 능동적으로 대처해 나갈 수 있게 될 것인가를 고민하지 않을 수 없다.11.1.1. 석유화학관련 산업금세기에 가장 비중이 높았던 화학관련 산업은 ‘석유화학관련 산업이었다’라는데 이의를 제기할 사람은 없다. 이처럼 석유화학관련 산업은 철강산업과 함께 국가의 기간 산업으로서 그 중요성이 국가적인 차원에서 인식되고 있다. 비록 지구의 원유매장량이 무한하지 않기 때문에 언젠가는 석유자원이 완전히 고갈될 시발전추세 및 전망은 결국 화학과 생명과학의 학제간 융합을 촉진시킬 것이다.11.1.4. 소재관련 산업이미 현대 사회에서 그 중요성에 대한 인식이 확고히 정립된 바와 같이 미래 산업의 핵심 대상으로서 존소재관련 산업이 차지하는 비중이 매우 크리라는 전망에 이의를 제기할 사람은 없다. 특히 21세기 중반에 접어들면 기의 석유 에너지 자원의 고갈로 말미암아 결국 태양에너지 활용의 효율을 높일 수 있는 핵심 소재들이 개발될 것이며 이러한 소재들을 생산하는 산업들이 국가 기간산업으로서 부각될 것이다. 또한 석유자원이 고갈되는 시점(21세기 중반)이 가까이 오게 되면 당분간 biomass를 다양한 유기소재로 전환시키는 화학관련 산업의 중요성이 크게 부각되리라 전망된다. 적어도 그 이전까지는 석유화학산업에 기초를 둔 고분자 등 유기소재와 관련된 산업의 중요성은 지속될 전망이다. 한편 금속산화물을 이용한 세라믹과 실리콘과 탄소 등을 기초로 하는 전기전자, 통신, 센서 관련 무기소재관련 산업의 중요성은 날로 부각될 전망이다. 나노 테크놀로지를 이용한 다양한 무기-유기분자 복합체로 형성된 다양한 소재들의 생산과 활용이 산업 전 분야의 중요한 소재로 부각될 전망이며 이를 계기로 화학의 세부 분야에 유기-무기 구별이 점차로 희석될 전망이다.11.1.5. 환경친화적 화학산업단기적인 면에서 보면 날로 심각해지고 있는 환경오염을 줄이기 위해서 오염원 자체를 줄이려는 시도와 더불어 이미 오염된 토양과 수질 그리고 공기를 정화하는 기술개발이 시급한 과제로 남아있다. 따라서 다가오는 21세기에는 화학과 관련된 모든 종류의 산업들이 환경을 고려한 공정을 채택하지 않으면 존속자체가 위협받을 전망이다. 이와 병행하여 아예 처음부터 화학산업의 오염을 줄일 수 있는 공정들이 개발되어 이러한 공정을 채택한 산업체들이 급속히 늘어날 전망이다. 또한 태양 빛을 이용하여 오염된 환경을 정화하는 기술개발과 태양에너지 이용을 극대화 할 수 있는 방법과 기술들이 개발되면 이러한 기술에 기초를 둔 산업체들이 속속 다

자연과학| 2007.10.28| 13페이지| 1,000원| 조회(744)

물질, 화학, 진화론, 물리학, 화학과

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바이오 테크시대 독후감 평가A좋아요

제 1장 산업시대가 종언을 고하고 생명공학 시대가 도래하고 있다. 산업시대에서의 인간의 모든 생활방식은 채취한 에너지에서 추진력을 얻어 발전한 것이다. 그러나 이제 그 매장량이 감소하는 추세가 되었다. 또한 그동안의 풍요는 너무나 값비싼 대가를 치렀다. 연료를 태워 수백 년간 소비한 에너지는 온실가스로 축적되었으며 지구의 온난화를 가져왔고, 무분별한 산림벌채는 광범위한 사막화를 초래하여 남아있던 생물이 멸종하게 만들었다. 우리는 지금 이 세 가지 위험으로부터 지구를 조직하고 인간과 지구의 관계를 근본적으로 변형시킬 수 있는 광범위하고도 혁명적인 해결 방법을 찾아야 할 시기가 되었다.우리는 지금 그 해결방법을 생명공학에서 찾으려한다. 역사상의 위대한 경제 변화는 새로운 작용기반 ‘Operating matrix'를 형성하였을 때 나타났다.유전자의 분리,분류, 그리고 재조합 하는 기술로 세계 경제에 변화가 일어났다. 1950년대부터 유전자지도 작성을 위한 길이 열리고 많은 기술들이 개발되었다. 대표적인 것은 DNA 재조합 기술이다. 유전자 재조합 기술은 종간의 경계를 뛰어 넘어 서로 다른 유기체의 유전 형질을 서로 재조합할 수 있게 되었고, 실제로 인구의 생활수준을 향상시키기 위한 목적으로 여러가지로 활용되고 있다. 우리는 생물 유기체의 화학적 설계도를 가지게 되었고, 생물들을 조작할 수 있는 상태에 이르게 되었다.오늘날 수많은 사업분야에서 생명과학의 성과를 경제에 도입하기 위해 노력하고 있다. 광산업분야는 광물 추출을 위해 새로운 미생물을 개발하고 있으며, 에너지 회사들은 재생 가능한 자원을 개발하는 실험을, 화학업계에서는 플라스틱을 미생물과 식물이 생산하는 재생 가능한 자원으로 대체하는 기술을 연구 중이다. 또한 생명과학 기술은 환경을 정화하는 핵심적인 수단이 될 것이며, 임업 회사들도 새로운 유전자들을 조합하여 활용 가능한 식물을 만들고 있다. 농업분야에서도 유화 영농방법을 부분적으로 대체할 수 있도록 생명공학 기술을 이용하여 연구하고 있다. 생명 공학 기술로사실만 뚜렷이 인식하고 있을 뿐이다. 연금술사와 같은 사상의 발생술자들은 종의 경계는 단지 구분하는 편리한 표지일 뿐이라고 믿는다. 즉 그들이 만든 것은 모든 유기체가 최종적으로 가지는 단계라고 여기는 것이다. 그들이 최종적인 조작자인 것이다. 그들의 과업은 단기적으로 우리의 마음을 사로잡기는 하나 역사가 보여주었듯이 자연을 통제 할수록 파멸을 가져온다. 유전공학 기술을 찬양하기 보다는 실질적인 위험을 가져오는 것에 대해 생각해 볼 필요가 있다. 생물 특허유전자는 생명 공학 세기의 으로 일컬어진다. 이미 다국적 기업과 정부들은 을 찾기 위해 개척지를 찾아내려 하고 있다. 그리고 그것을 특허 받아 보호하려고 한다. ‘엔클로우저 법령’으로 대부분의 영역이 사유화 되었고, 이제 유전자설계도까지 사유화 되고 있다. 그 시작은 차크라바티가 발명해낸 미생물에 대한 판결에서 상업적 목적을 위해서라면 이제 더 이상 생물과 무생물 사이에 차별을 둘 필요가 없다하여 특허가 허용되었다. 이제 생물 그 자체는 경계가 사라져서 순전히 객관화된 지위로 떨어지게 되었다.1987년의 특허청은 모든 다세포 유기체는 특허 받을 수 있다고 공포하였고 이로 인하여 생명공학 관련 회사들 사이에서 유전자와 유기체 그리고 그들을 조작하는 과정을 특허받으려는 경쟁이 치열해 지게 되었다. 이로 인해 관련된 문제와 법정에서 해결중인 사건들은 ‘관련된 유전자 및 그 유전자가 이전되는 방법에 관계없이 어떤 종의 유전자를 조작하여 만든 모든 변종을 권리 범위로 청구하는 특허가 부여된다면, 이는 합법을 가장한 단 한 번의 경제적 약탈행위로 간주 될 수 있다’는 우려의 목소리가 높아지는데 한 몫을 하고 있다.지적재산으로서의 인간의 DNA도 특허에서 피해갈 수 없게 되었다. 1993년 한 여성의 세포계에서 추출한 바이러스에 대하여 특허를 취득하려 해서 많은 법적 공방을 벌였음에도 불구하고 아직 수많은 과학자들이 인간 게놈에 대해 열심히 특허를 출원하고 있다. 이렇게 된다면 10년 이내에 우리 인류의 유전자 유산을 구 따라 서로 다른 종 사이에서, 생물 사이의 경계를 뛰어넘어 유전자를 대량으로 이전하여 짧은 시간 동안에 진화된 수많은 새로운 생물 종이 창조되고 이들이 실험실 밖으로 방출된다면 우리는 전혀 새로운 미래를 맞게 될 것이다. 어떤 면에서는 긍정적인 것도 있겠지만, 이미 이러한 기술발전으로 인해 유전자 오염현상이 나타나고 있다. 이는 지구에 치명적인 위협이 될 수가 있다. 이미 유전자가 조작된 동물들이 환경으로 방출 되었다. 이들은 예기치 않은 일들로 생태계에서 월등한 경쟁력을 부여 받음으로써 자연세계의 파괴를 야기 시킬 것으로 전망된다. 이에 대해 잠재적인 위험을 판단할 목적으로 야외현장 실험이 이뤄지고는 있으나 아직 문제가 많은 상태이다. 또한 종전의 무기와는 비교할 수 없을 정도로 심각한 위험을 가지고 있는 유전자 무기의 출현도 생명 공학의 발전에 앞서 생각해 볼 일이다. 인간의 보건에도 큰 위험 요소를 가지고 있다. 유전조작이 일어난 식품을 인간이 섭취할 경우를 생각해 보면 그 위험도가 어느정도 인지 가늠할 수 있다. 우생 문명유전공학 기술은 그 속성상 우생학의 도구이다. 소극적 부의 우생학으로서 소위 생물학적으로 바람직하지 않은 형질을 계통분류학적으로 제거하는 것이며, 다른 하나는 적극적 또는 정의 우생학으로서 직접적인 유전자 조작을 통하여 유기체나 종의 형질을 하는 것이다. 미국에서는 우생학이 생활양식을 위협하고 있던 경제적 불평등과 사회악을 치유할 수 있는 만병통치약으로 생각되었다. 그리하여 금세기에 들어오면서 우생학의 본고장이 되었다.새로운 유전공학 도구를 정의하자면 우생학적 개량을 위한 수단이라고 할 수 있다.새로운 상업적 우생 운동은 경제적 효율성 증대, 성취 능력 향상, 생활의 질 향상과 같이 보다 실용적인 목적을 지향한다. 과거의 우생 운동이 정치 이데올로기에 빠지고 공포와 증오가 그 동기가 되었지만, 새로운 우생 운동은 시장 창출 세력과 소비자의 욕구가 그 동인이 되어 펼쳐지고 있는 것이다.분자생물학자들은 더 건강한 아이를 갖으려는 것이 나된다. 분자생물학자들이 말하는 ‘에러’를 제거하기 위해 우리의 유전자를 모두 바꿔야 하기 때문이다. 무능한 사람들은 자신들이 제거되어야 할 유전 암호의 에러나 실수로 비춰지는 것에 놀라게 되고, 우리는 이들을 얼마나 관대하게 대할 것인지에 대해 생각해 봐야 한다. 문제는 인류가 실험실에서 유전공학 기술을 이용하여 인류의 미래 세대를 조작하는 과정을 시작해야 할지 의문이 든다. 유전자 사회학유전공학의 비약적 발전과 함께 우성사회학이 발전하고 있다. 인간의 기분과 행동, 개성이 유전자 구성에 의해 좌우된다는 사실이 밝혀지고 그에 따른 실험이 잇따르자 사회는 점점 후천성론에서 선천성론으로 관심을 갖게 되었다. 이 변화는 생명 공학 세기의 작용 기반이 되었다. 이러한 믿음이 정치적, 그리고 기업이익 증진을 목적으로 적용시키면서 그 세력을 더해가고 있다. 인간의 사회성에 대한 것을 모두 유전자의 원인으로만 돌리는 것은 큰 문제가 있다. 그것을 이용하는 세력들에 대한 반대의 우려가 나타나고 있으며 실제 논의가 벌어지고 있다. 또한 유전자 사회학이 발달해 가면서 새로운 인종차별 문제 또한 무시할 수 없을 것이다. 우성 유전자의 사람들만 사회적 양지에 나옴에 따라 그 격차는 점점 양극화 현상으로 심화될 것이다. 이러한 우려에도 불구하고 어떤 두려움보다는 앞에 놓여진 가능성들에 대한 기대로 가득차 있어 새로운 생명공학 기술은 더욱 발전해 나갈 것이다. 시작을 알지만 끝을 모르는 우리는 이대로 가다간 수십년 내에 일시적 행복을 위해 유전자를 모두 팔아버리는 사태에 이르게 될 지도 모른다. 그토록 오랫동안 열심히 싸워서 보존하려 했던것이 완전한 인간을 추구하는 유전자 조작에서 위험에 빠질 수 있다. 우리는 생명공학의 세기에 들어서면서 무조건 그에 따르기 보다는 이런 생각들도 한번쯤 해봐야 할 것이다. DNA 컴퓨터인쇄 기술이 화석연로에 기초를 둔 산업 시장을 관리했던 것처럼, 새로운 통신기술의 기본 역할도 새로운 생명공학 시장의 유전자 정보를 관리하는 것이 될 것이다.컴퓨터는 유러한 컴퓨터 혁명을 위한 운용 원리는 바로 사이버네틱스라고 할 수 있다. 사이버네틱스는 사물과 그 주위를 둘러싼 환경과 피드백을 하여 자신을 유지시켜 나가는 것이라고 볼 수 있다. 오늘날에는 컴퓨터 과학과 생명과학 양분야의 공통언어로써 이 사이버네틱스와 정보이론을 확립함으로써 다가오는 생명공학 세기에 쏟아져 나오는 방대한 게놈 데이터를 이용, 조작, 조직하는데 필요한 매우 중요한 컴퓨터 통신 체제를 구축할 수 있다. 컴퓨터기술이 생명공학과 결합함에 따라 방대한 수집한 정보를 데이터 베이스에 저장하여 관리하게 되어 필요에 의해 편하게 찾을수 있게 되었고, 또한 복잡한 생물 유기체, 네트워크, 생태계에 대한 연구모델을 설정하기 위한 생물학적 가상 환경을 만드는데도 점점 더 많이 이용되고 있다. 이와 같은 필요성에 의한 DNA 슈퍼 컴퓨터가 출현한다면 이는 정보과학과 생명과학을 결합하여 하나의 기술 혁명이 일어나게 함으로써 세상을 다시 개조할 수 있는 능력을 우리가 갖게 되는 것이라고 볼 수 있다.자연을 다시 발명한다.새로운 경제적 상황을 합리화 하는데 우주론의 역할은 매우 중요하다. 이 새로운 우주론은 생명공학 세기의 작용 기반으로도 작용하기도 하는데, 새로운 우주론이 사람들의 인식 속에 스며들게 되면 이 경제생활의 조직 양식이 자연 질서를 반영한 것이며, 정당하고 불가피 하다는 확신을 심어주는 꼴이 되어 새로운 양식과 모순없이 조화를 이루기 때문이다.지금 시기가 바로 그러한 시기이다. 생명공학 혁명에 관한 공공의 논의가 이루어지기도 전에 그 논의 자체를 배제할 가능성이 있는 것이다.다윈의 이론이 그랬던 것처럼 진화에 관한 새로운 이론들도 이미 자연의 작용 원리에 대한 내용을 담고 있는데, 놀랍게도 그 내용은 새로운 기술의 작용 원리 및 새로 출현하고 있는 세계 경제와 서로 조화를 이루고 있다. 지금 우리는 그때처럼 다시 한번 최근의 자연계에 대한 우리의 조작행위에 적합하도록 자연법칙을 다시 쓰고 있는 일을 하고 있다. 그리하여 생명공학 세기의 출현을 합리화 시키』

독후감/창작| 2007.10.28| 5페이지| 1,000원| 조회(2,428)

생명공학, 유전자, 생물, 재조합, 바이오 테크 시대

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연탄가스중독에 관한 고찰

연탄가스 중독에 관한 고찰1.연탄가스 중독의 원인연탄 연소 시 발생하는 carbon monoxide가 인체로 들어가 인체 내의 기관에 산소 공급을 중단시켜 산소부족으로 인한 질식사 혹은 심각한 장애를 초래한다.① 일산화탄소(carbon monoxide)의 발생밀폐된 공간에서 가스나 석탄을 연소시키면 O₂공급이 부족하므로 불완전 연소가 일어나서 CO를 생성하게 된다. 천연가스의 주성분은 CH₄이며, 이것은 75%가 C이고 25%가 H이지만 가스이기 때문에 공기와 혼합이 매우 잘 이루어져서 연소 시에 완전 연소를 이루게 된다. 액체연료의 경우 탄소함량은 매우 높지만 이것도 탈 때에는 공기 중에 분사시켜 불꽃 속에서만 타고 다른 곳에서는 타지 않는데 이때 공기량은 충분히 공급된다. 그러나 다른 천연 연료에 비해 연탄은 CO를 많이 배출 시킨다. 그 이유는 연탄의 경우 탄소덩어리에 불이 붙고 공기는 적은양만이 연탄의 연소에 관여 하게 된다. 즉 공기가 연료에 비해 부족한 상태에서 불완전 연소를 하는 것이다. 그러므로 O₂와 결합하여 CO₂를 생성하는 대신 부족한 산소중 하나와 결합하여 CO를 내놓게 되는 것이다.② 연탄의 주성분 : C + O₂→CO₂CO₂+ C → 2CO2C + O₂→ 2CO2. 일산화탄소(Carbon monoxide)의 인체 내 활동①헤모글로빈의 중요성우리 몸의 혈액 안에는 헤모글로빈이 있고 이 헤모글로빈에는 헴이라는 원자단이 있다. 산소 분자가 헴 주의 철 원자에 결합하여 산소 헤모글로빈을 형성하며, 산소 헤모글로빈은 신체 조직에 산소를 공급하여, 체내에 흡수된 물질이 산소에 의해 서서히 연소하여 에너지를 공급할 수 있도록 한다.② 헤모글로빈과 O₂인간이 생명을 유지하기 위해 온몸의 조직에 산소를 공급해 주는 역할을 하는 물질이 바로 혈액 속의 헤모글로빈이다. 헤모글로빈과 O₂의 결합은 매우 약하기 때문에 O₂의 농도가 높을 때에는 O₂와 헤모글로빈이 결합한 산화 헤모글로빈(Hb-O₂)의 상태로 존재하지만, O₂의 농도가 낮아지면 결합이 깨져 O₂와 헤모글로빈이 분리된 상태(Hb+O₂)로 존재하는 특징이 있다. 따라서 혈액이 신체 각 기관을 돌면서 O₂의 공급이 필요한(O₂의 농도가 적은)기관에서는 O₂와 헤모글로빈의 분리가 일어나 O₂를 공급해 주게 되는 것이다.

생활/환경| 2007.10.28| 1페이지| 1,000원| 조회(1,963)

로빈, 연소, 연탄, monoxide, 모글

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