코딩하는 복학생

안녕하세요! 새로운 플라스틱을 발명하려다 통장 잔고와 머리카락만 잃을 뻔한(?) 화공과 4학년 전공생입니다. 😂완전히 새로운 고분자를 상용화하는 데는 천문학적인 비용과 시간이 듭니다. 그래서 엔지니어들은 똑똑한 지름길을 택하죠. 바로 이미 검증된 A 플라스틱과 B 플라스틱을 녹여서 섞어버리는 블렌딩(Blending)입니다.하지만 여기엔 치명적인 문제가 있습니다. 고분자들은 물과 기름보다도 훨씬 더 서로를 밀어낸다는 것이죠. 오늘은 이 고집불통 고분자들을 완벽하게 길들이는 상용화제와 미세 구조 제어의 기술을 파헤쳐 보겠습니다! --- ### 1. 섞임의 열역학: "우리는 사슬로 묶인 몸이야" 두 물질이 자발적으로 섞일지를 결정하는 우주의 법칙은 깁스 자유 에너지 혼합식($\Delta G_m$)입니다.$$..

안녕하세요! 이제는 전공 서적의 화학 구조식만 봐도 이 녀석이 플라스틱인지 고무인지 감이 오기 시작하는 화공과 4학년 전공생입니다. 😂지난 포스팅까지 고분자의 '성질'을 공부했다면, 이제는 플랜트 현장의 거대한 반응기 안에서 이 녀석들을 어떻게 '합성'하는지 알아볼 차례입니다. 중합(Polymerization) 방법은 수없이 많지만, 메커니즘의 관점에서는 딱 두 가지로 나뉩니다. 바로 '단계 성장 중합(Step-growth)'과 '사슬 성장 중합(Chain-growth)'입니다.오늘은 이 두 방식의 치명적인 차이점과 공정의 운명을 지배하는 '카로더스 방정식'을 완벽하게 정리해 보겠습니다! --- ### 1. 단계 성장 중합 (Step-growth): "모두가 주인공인 느린 댄스" 이 방식은 마치 '수..

안녕하세요! 전공 서적의 두께만큼이나 전공 지식의 늪에서 허우적대고 있는 화공과 4학년 전공생입니다. 😂우리는 일상에서 소금이나 설탕을 물에 녹이는 것을 아주 당연하게 생각합니다. 하지만 스티로폼이나 페트병 같은 거대한 고분자(Polymer)를 액체에 녹이려면 어떻게 해야 할까요?단순히 저어준다고 해결되지 않습니다. 고분자는 일반적인 작은 분자들과는 녹는(Dissolving) 메커니즘 자체가 열역학적으로 완전히 다르기 때문이죠. 오늘은 고분자 용액 열역학의 성경이자, 반도체 공정부터 친환경 재활용까지 광범위하게 쓰이는 '플로리-허긴스(Flory-Huggins) 용액 이론'에 대해 파헤쳐 보겠습니다. --- ### 1. 섞이느냐 마느냐, 그것이 문제로다: 깁스 자유 에너지 ($\Delta G_{mix}$..

안녕하세요! 전공 서적의 두께만큼이나 전공 지식의 늪에서 허우적대고 있는 화공과 4학년 전공생입니다. 😂우리는 흔히 물질을 딱딱한 고체(Solid)와 흐르는 액체(Liquid)로 딱 잘라 나누곤 합니다. 고체는 스프링처럼 튕겨 나가고(탄성), 액체는 꿀처럼 끈적하게 흐르죠(점성). 하지만 우리가 사랑하는(?) 고분자는 이 두 가지 성질을 모두 가진 변덕쟁이입니다.오늘은 고분자가 어떨 때는 강철 같고, 어떨 때는 물 같은지! 그 기묘한 '점탄성(Viscoelasticity)'의 세계와 유변학의 철학이 담긴 '데보라 수(Deborah Number)'에 대해 완벽하게 파헤쳐 보겠습니다. ---### 1. 핵심은 '시간': 고분자 사슬의 눈치 게임 점탄성을 이해하는 단 하나의 키워드는 바로 '시간(Time)'..

안녕하세요! 전공 서적의 두께보다 취업 고민의 두께가 더 두꺼워지고 있는 화공과 4학년 전공생입니다. 😂이동현상의 수식 지옥에서 잠시 벗어나 고분자 물성 파트로 오면 조금 숨통이 트이는 것 같죠? 하지만 방심은 금물입니다. 고분자 공학 중간고사의 변별력은 물론, 나중에 플랜트 기업이나 소재 기업 면접에서 "우리 제품의 사용 환경을 고려할 때 어떤 온도를 체크해야 하죠?"라는 질문에 답하기 위해 반드시 정복해야 할 개념이 있습니다.바로 유리전이온도($T_g$)와 용융온도($T_m$)입니다. 이 두 온도의 비밀만 알아도 페트병과 자동차 타이어의 모든 거동을 설명할 수 있습니다! ---### 1. 유리전이온도 ($T_g$): "사슬이 잠에서 깨는 시간" 유리전이온도($T_g$)는 고분자가 딱딱하고 잘 깨지는..

안녕하세요! 전공 서적의 복잡한 수식들을 보다 보면 가끔은 한글보다 그리스 문자가 더 편해지는(?) 화공과 4학년 전공생입니다. 😂지난번에는 분자량의 평균($M_n, M_w$)과 PDI의 기초를 다졌죠? 오늘은 대학교 중간고사의 진정한 변별력을 가르는 '마의 구간', 바로 통계학적 모멘트(Moment)와 Schulz-Zimm 분포 함수를 파헤쳐 보겠습니다.갑자기 쏟아지는 $\int$ 적분 기호와 $\Gamma$(감마) 함수에 당황하지 마세요. 이 수식들이 결국 "내 고분자 사슬들이 어떻게 섞여 있는지"를 설명하기 위한 아주 상식적인 도구라는 걸 선배의 눈높이에서 쉽게 풀어드릴게요! --- ### 1. 분자량을 지배하는 통계학의 마법: '모멘트(Moment)' 고분자 샘플 안에는 길이가 제각각인 사슬들..

안녕하세요! 전공 서적의 그리스 문자들을 보다 보면 내가 공대생인지 신학자(?)인지 헷갈리기 시작하는 화공과 4학년 전공생입니다. 😂 이동현상(Transport Phenomena), 특히 그 유명한 BSL 교과서를 펼치면 가장 먼저 우리를 압도하는 게 바로 텐서(Tensor) 기호들입니다. $\boldsymbol{\phi}, \boldsymbol{\pi}, \boldsymbol{\tau}$... 보기만 해도 머리가 아프지만, 사실 이 기호들은 유체가 움직이는 방식을 설명하는 아주 논리적인 언어입니다. 오늘은 이 모든 기호를 하나로 묶는 최종 보스, '결합 운동량 플럭스 텐서(Combined Momentum Flux Tensor)'의 물리적 직관을 완벽하게 파헤쳐 보겠습니다. 이 개념만 잡으면 나중에 나..

안녕하세요! 전공 서적 뒤편의 방대한 데이터 표(Appendix)가 이제는 조금 친숙해진 화공과 4학년 전공생입니다. 😂 지난 포스팅에서는 분자 간 상호작용을 물리적으로 해석한 '비리얼 방정식'을 알아봤습니다. 비리얼 방정식은 참 정확하지만, 치명적인 단점이 있죠. 세상의 수많은 물질마다 제2, 제3 비리얼 계수($B, C$)를 실험으로 일일이 구해야 한다는 겁니다. 만약 내가 설계해야 하는 신물질의 실험 데이터가 아예 없다면 엔지니어는 손을 놓아야 할까요? 이때 구원투수로 등판하는 개념이 바로 '대응 상태의 원리'와 이를 발전시킨 'Pitzer 일반화 상관관계'입니다. 데이터가 없어도 임계점만 알면 다 풀리는 이 마법 같은 이야기를 시작해 보겠습니다! ---### 1. 대응 상태의 원리: "임계점 기..

안녕하세요! 이제는 이상기체보다 실제 기체의 끈적함(?)이 더 익숙해진 화공과 4학년 전공생입니다. 😂 우리는 고등학교 때부터 $PV=nRT$라는 공식을 참 많이 써왔습니다. 계산도 깔끔하고 참 예쁜 공식이죠. 하지만 실제 화학 공장에서는 이 공식을 그대로 썼다간 큰일 납니다. 분자끼리 서로 당기고 밀어내는 힘을 무시했다간 파이프가 터지거나 반응기가 제대로 작동하지 않을 수 있거든요. 오늘은 실제 유체가 이상적인 상태에서 얼마나 벗어났는지를 가장 물리적이고 수학적으로 엄밀하게 설명하는 비리얼 상태방정식(Virial Equation of State)을 파헤쳐 보겠습니다. 공정 시뮬레이터(HYSYS 등)가 보이지 않는 곳에서 매일 수행하는 이 계산의 정체를 알아봅시다! --- ### 1. 비이상성의 척도:..

안녕하세요! 전공 서적의 두께만큼이나 다크서클이 깊어지고 있는 화공과 4학년 전공생입니다. 🚀 화학공학 전공자라면 이동현상(Transport Phenomena) 과목에서 쏟아지는 미분 방정식과 씨름해 본 경험이 있으실 겁니다. 그중에서도 중간고사 단골 문제이자, 수많은 학생을 함정에 빠뜨리는 마의 구간이 하나 있죠. 바로 물리적인 유체의 흐름은 그대로인데, '좌표계를 어느 방향으로 설정하느냐'에 따라 수식의 부호가 완전히 반대로 뒤집히는 현상입니다. 오늘은 뉴턴의 점성 법칙을 바탕으로, 이 '부호 규약(Sign Convention)'의 진짜 물리적 의미를 완벽하게 파헤쳐 보겠습니다! --- ### 1. 기본 개념: 왜 굳이 마이너스($-$)를 붙였을까? 뉴턴 유체(Newtonian fluid)의 전단..