야곰’s 「넓고 얕은 지식」

기술 모순이 생기는 원인 중에 균형이 잡혀 있거나 혹은 그렇지 않기 때문에 생기는 것이 있다. 집에서 많이 사용하는 쓰레기통 중에 뚜껑이 있는 것이 있다. 대부분 쓰레기통은 뚜껑 축이 중앙에 있어 뚜껑이 상하로 회전한다. 이 경우 발생하는 기술 모순은 무엇일까? 때때로 뚜껑이 완전히 닫히지 않는 등의 불편함이 발생하거나, 뚜껑의 반 크기를 넘는 쓰레기는 버리기 어렵다. 이 문제를 해결하려면 발명원리 4번 비대칭(Asymmetry)을 이용하면 된다. 즉 뚜껑의 축을 중앙이 아니라 2/3 정도로 편향되게 설치하는 것이다. 이렇게 하면 무게 중심이 다르기 때문에 쓰레기통의 뚜껑이 저절도 닫히게 되며 뚜껑 크기의 2/3가 되는 큰 쓰레기도 버릴 수 있다. 이렇게 균형이 잡히거나 반대의 경우에 사용하는 것이 발명..

세부 원리 A. 동질의 재료를 복합재료로 대체한다. 가벼우면서도 강한 구조물을 가지기 위해서 혹은 화학적 내부식성이 강한 재료를 가지지 위해 복합재료가 많이 사용된다. 균일하면 하나밖에 대응하지 않는다. 타이어도 원래는 철제바퀴로 차체를 지탱하는 견고한 것이었지만, 진동 흡수를 위해 부드러운 고무로 둘러쌓아 견고하면서도 부드럽다는 모순 특성을 커버하고 있다. 1973년 미국 공군은 B1 폭격기의 무게를 줄이면서도 비용도 줄여 달라고 요구를 했었다. 당시 제작사는 에폭시 카본 플로스틱으로 날개의 표면을 만들고 에폭시 보론 플라스틱으로 안정지지대를 만들었다. 이러한 복합재료를 사용함으로서 금속합금을 사용하는 경우에 비해 B1 폭격기 전체 무게의 15%를 줄일 수 있었고 가격도 17.5% 절감할 수 있었다. ..

세부 원리 A. 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다. B. 사물에 중성 물질이나 중성의 첨가제를 넣는다. C. 작업을 진공속에서 처리한다. 38번(산화제) 원리와 반대되는 원리이다. 38번 원리는 산화제를 사용하여 반응을 가속시키는 것이지만 39번 원리는 반대로 불활성 환경을 만들어 반응속도나 물질의 농도를 저하시키는 것이다. 필라멘트 산화방지를 위해 전구 내에 봉입되고 있는 불활성 가스나 수면 약 안에 다량으로 섭취하면 구토제로 작용하는 성분을 넣어두는 방식이 이 원리에 해당된다. 석유제품을 보관하고 있던 탱크를 분해하려고 용접기로 잘라내고 있다. 비록 석유 제품은 비웠지만 표면이나 탱크내부의 공기중에 휘발성성분이 다량 남아있기에 용접작업을 위해서는 안전조치가 취해져야 한다. 그림과 같이 드라이 ..

세부 원리 A. 한 수준의 산화로부터 더 높은 수준의 산화로 바꿔간다. B. 일반공기는 산소로, 산소는 오존으로 바뀌어 간다. 산소나 적당한 물질, 주변 환경을 이용하여 반응을 가속, 완결시키는 원리이다. 산화력이 강한 오존을 살균, 소독, 표백 등에 사용한다. 열대어용 수조에 펌프로 공기를 보내 수중의 산소 농도를 높인다. 실리콘 웨이퍼 표면위의 금속이온들을 깨끗이 제거하는 것이 쉽지 않다. 특히 구리(Cu)이온으로 오염된 경우 실리콘과 구리이온이 강한 결합을 이루기에 구리이온을 제거하는 것이 가장 어렵다. 플루오르화수소(hydrofluoric, HF) 분위기에서 오존을 불어 주는 해결책이 있다. 오존은 구리 이온과 반응하여 구리이온을 산화구리(CuO)화합물을 만들고 플루오화수소 분위기에서 산화구리 화..

세부 원리 A. 온도변화에 의한 물질의 팽창 및 수축을 이용한다. B. 열팽창계수가 다른 여러가지 재료를 이용한다. 열팽창을 이용하는 원리다. 반도체 기술을 이용한 구조물의 제작(MEMS)시 그림과같이 튀어나온 두 돌기의 높이가 돌기사이의 거리보다 더 작은 경우가 있다. 이러한 경우에는 구조물을 만들기 위해 사용된 보호막(Protective polymer film)을 구조물의 수직벽면으로부터 완벽히 제거하기가 어렵다. 액체질소를 이용하여 구조물을 급격히 냉각시키면 고분자가 수축하게 된다. 고분자의 수축정도와 구조물의 수축정도가 다르기 때문에 고분자가 구조물에서 떨어져 나오게 되어 제거될 수 있다. 두개의 축을 두개의 벨트가 엮어 돌아간다. 하나의 벨트는 양쪽의 도르래 지름이 길고 다른 벨트는 한쪽의 도르..

세부 원리 A. 상전이 현상을 이용한다. B. 상전이때 부피의 변환, 열의 발산, 형상의 변화등을 이용한다. 모든 물질은 고체, 액체, 기체, 플라즈마 네 가지 상태로 존재한다. 고체를 액체로 바꾸거나 액체를 기체로 바꾸는 등의 현상을 이용하여 문제를 해결한다. 이와 같은 일반적인 상(Phase) 이외에도 아래의 예제들처럼 물질이나 시스템의 특성과 관련하여 다양한 상들이 존재할 수 있다. 드라이아이스는 실온에서 기체로 변화되기에 폐기할 필요가 없다. 그림과 같이 형상기억합금이 신발바닥에 설치되어 있으면 기온이 영하로 내려가면 신발바닥의 형상기억합금이 튀어나와 얼음바닥등에 미끄러지지 않게 해주고 다시 기온이 올라가면 신발내부로 못이 들어가게 된다. 열흡수판은 열을 받으면 물질의 상태가 변하는 상전이(Pha..

세부 원리 A. 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다. B. 농도나 밀도를 변화시킨다. C. 유연성의 정도를 변화시키거나 온도나 부피를 변화시킨다. 물질의 온도나 밀도를 변화시키거나 온도나 부피 등의 각종 인자들을 변화시켜 보는 것이다. 기계시스템의 조 절값 등을 변화시켜 개선해 보는 것으로서 실험계획법에 의한 실험 행위도 모두 여기에 포함된다. 컨베이어 벨트를 이용하여 광석등의 물질을 이동하는 과정이다. 컨베이어 벨트가 경사진 곳을 지나 물질을 운반해야 하는 것이 문제이다. 경사가 높아지면 벨트 위의 물질들이 벨트를 흘러 내려오기 때문이다. 그림과 같이 경사를 오르기 전에 액체 질소등을 이용하여 온도를 급격히 낮추어 냉각시키고 마지막 부분에서 다시 열을 가해 녹인다. 운반되어지는 물질을 벨트와 함께 얼어 ..

기술 모순이 생기는 두 번째 원인은 나누지 말아야 할 것을 나눴기 때문이다. 집에 하나씩 있는 공구상자를 보자. 그다지 자주 사용하는 것은 아니지만 필요한 물건이다. 이것이 가진 좋은 점은 편리함이고, 불편함 즉 기술 모순은 무엇일까? 오랫동안 사용하다 보면 한두 개 씩 잃어버려 짝이 맞지 않게 된다. 혹은 사용하지도 않은 공구로 인해 공간을 너무 많이 차지 한다 등의 불편함이 있다. 이 문제는 발명원리 5번 결합을 이용해 해결되었다. 만능 공구는 집에서 필요로 하는 거의 모든 공구가 하나에 모여 있다. 이렇게 모아서 기술모순을 해결하는 발명원리는 발명원리 5 결합(Merge) , 발명원리 6 다기능성(Universality)의 두 가지가 있다. 발명원리 5는 동일, 유사, 또는 연관된 기능을 수행하는 ..

기술 모순이 생기는 첫 번째 원인은 나눠야 할 것을 나누지 않았기 때문이다. 크라코사의 전기온수기가 가진 기술 모순은 무엇일까? 전기온수기는 전기를 이용해 물을 데워 사람들이 더운물을 쓸 수 있도록 해주는 장비이다. 사람들이 편하게 사용하려면 원할 때 원하는 만큼의 온수가 충분히 공급되어야 하고 그러기 위해서 온수 탱크의 크기가 클수록 좋다. 하지만 탱크가 크면 어떤 유해요인이 생길까? 예를 들면 손을 씻는 경우와 목욕을 하는 경우는 당연히 물의 사용량이 다릅니다. 따라서 탱크가 크다면 물을 적게 사용하는 경우는 사용하지도 않을 물을 데우는데 전기를 낭비한다. 따라서 효율이 떨어진다는 문제가 생긴다. 물탱크의 크기를 작게 하면 효율이 올라가지만 소비자가 물을 사용하다가 중간에 떨어진다는 불편함이 발생하는..

세부 원리 A. 사물의 요소가 기능을 마치면 폐기하거나 작동 도중에 개조한다. B. 폐기하는 것에는 버리기, 녹이기, 증발시키기등이 있다. C. 사물 중에서 이미 사용된 부분은 작동 중에 원위치 한다. 극소형의 스프링을 만들기 위해서 얇은 심에 철사를 감는다. 그런 후에 특정 유기 용액에 담궈 얇은 심을 녹여낸다. 철사를 만들기 위해서 심이 필요했지만, 사용한 후에는 녹여서 없애는 것이다. 스페이스 셔틀이나 발사 로켓의 회수도 이 원리에 해당한다. 필라멘트(filament)의 온도가 아주 높은 고온이면 백열전구는 태양빛에 가까운 백색빛을 발생한다. 하지만 고온에서는 필라멘트 금속자체의 증발 속도가 빠르기에 일반적으로 필라멘트가 낮은 온도를 유지하고 따라서 백색 빛 대신 노르스름한 빛을 만들어 낸다. 전구..