이번 글에서는 고분자 공학의 시작과 발전과정, 여러 가지 산업에 고분자 공학이 적용된 사례, 고분자의 친환경성에 대하여 다루겠습니다.
# 고분자 공학의 시작과 발전과정
고분자는 재료과학 분야에서 상대적으로 새로운 재료임에도 불구하고, 지난 세기에 걸쳐 어디에서나 흔히 볼 수 있었습니다. 사실, 제 2차 세계대전 이후 고분자 재료는 미국의 화학 산업에서 가장 빠르게 성장한 분야이며 이 분야에서 일하는 기술 인력의 큰 비중에 걸맞게, 화학 분야 연구에 사영되는 비용 중 1/3 이사이 고분자에 사용된다고 평가되고 있습니다.
처음부터 고분자에 관한 연구는 화학자, 화학공학자, 기계 공학자, 재료 공학자들이 화학적 구조와 고분자의 합성에 관하여 이해하고, 규모를 확대하고 가공 방법을 개발하며, 고분자 재료 영역에 존재하는 다양한 범위의 기계적 특성을 평가하는 학문이었습니다. 고분자의 분자 구조는 매우 복잡하며, 단순히 분자량만 비교해 보았을 때도 우리가 일반적으로 분자하면 떠올리는 HCl 또는, NaCl의 분자량의 10000배 또는 1000만배까지 이르기도 합니다.
# 여러 가지 산업과 고분자 공학
최근의 자동차는 300파운드 이상의 플라스틱을 포함하고 있으며, 이는 페인트, 타이어 고무, 또는 타이어나 좌석 시트의 섬유를 포함하지 않은 수치입니다. 더 최근의 항공기는 많은 양의 고분자와 고분자 기반의 복합재료를 사용하고 있습니다.
자동차와 항공기 산업 분야에서는 연료를 절약해야 하고 무게를 줄여야 하는 필요성에 의해서, 고분자가 기존의 재료들을 대체해 나가게 될 것입니다. 이러한 맥락과 마찬가지로, 건물 건설산업 내에서도 배관부터 탄성바닥재, 판자, 단열, 전기절연, 페인트, 장식용 합판 등의 분야에서 고분자가 적용되어 왔으며, 현재까지 성공적인 결과를 보여주고 있습니다.
# 고분자의 친환경성
사람들은 자연적인 것이 아니라고 하며 합성 고분자에 대하여 반대하고는 합니다. 보툴리늄 중독하게, 오늘날 사용되고 있는 모든 폴리에스터와 나일론 섬유들이 면과 울로 대체된다면 음식을 제공할 수 있는 충분한 경작지는 남아있지 않을 것이며, 완전히 양들 천지가 될 것입니다. 현대사회에서 사용되는 많은 합성 고분자를 모두 천연 물질로 대체하는 것은 이미 불가능합니다.
대부분의 최신 고분자들은 석유로부터 얻어지기 때문에, 고분자는 에너지 자원에 크게 의존합니다. 하지만, 고분자의 원재료는 석유와 천연가스총사용량의2% 미만을 차지하고 합성 고분자 모두를 제거한다 하더라도 탄화수소 자원의 보전에 큰 영향을 미치지 않습니다.
여기서 더 나아가 전체적인 에너지 비용을 비교해 보았을 때, 고분자 제품이 전통적인 제품보다, 에너지 적으로 ᅟᅯᆯ씬 유리하며 고분자를 생산하는 공정에서 환경오염 물질의 발생량 또한 적습니다.
여기까지 고분자 공학의 시작과 발전과정, 여러 가지 산업에 고분자 공학이 적용된 사례, 고분자의 친환경성에 대하여 다루었습니다.
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