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[SEM촬영 보고서] 주사전자 현미경을 이용한 이미지 觀察 test(실험) (전복껍데기와 손톱의 미세구조)

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작성일 23-01-23 19:18

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이렇게 약한 분필과 같은 component으로 이루어진 전복 껍데기가 강한 강도를 지니는 이유는 전복껍데기의 미세구조에 있다.. 이 아라고 나이트는 2~3㎛의 지름을 가지고 있으며, 두께가 300nm정도이다. 우리 조는 이번기회에 전복껍데기와 손톱의 단면을 알아보고자 하였다. 이는 우리 일상에서는 매우 작은 크기이지만 재료의 미세구조를 관찰하기에는 충분하지 못한 성능이기 때문에 보다 작은 구조를 보기 위해서 전자현미경이 사용된다.

1) 전복껍데기

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experiment(실험) 목적

관련 theory 및 배경지식

이번 experiment(실험)의 목적은 SEM을 통해 특정 소재의 미세구조를 파악하는데 있다. 이때 지그재그로 엇갈려 있는 아라고나이트(Aragonite) 구조 때문에 가해지는 충격이 내부에서 분산하게 되고 이 때문에 강한충격에도 전복 껍데기는 깨지지 않고 버틸 수 있다. 또한 SEM은 광학현미경과 다르게 미세구조를 입체적으로 촬영하는 것이 가능하기 때문에 기존에 사용되던 광학현미경을 통해 재료의 표면을 파악하는 것 보다 많은 정보를 얻는 것이 가능하기 때문에 재료를 파악하는 재료工學(공학) 과에서 매우 중요한 기구라고 할 수 있다아

자연에서 존재하는 많은 생물들은 생존을 위해 고유의 기능을 지닌다. 재료를 알아보기 위해서 미세구조를 파악하는 것은 중요한 일이기 때문에 이번 SEM을 이용한 미세구조 촬영 실험을 통하여 전자현미경의 사용법과 SEM을 통해 찍은 이미지를 분석, 파악하는 능력을 기르고자 한다

설명

SEM(Scanning Electron Microscope)은 주사전자 현미경으로 재료의 미세조직과 형상을 관찬하는데 매우 유용하게 사용되는 分析기중 하나이다. 이런 상황에서 우리는 전복 껍데기와 손톱이 구성component에 의해 강한 강도를 가지고 있음에 주목하고 원리를 직접 알아보기 위해 SEM을 통해 구조를 파악하고자 한다. 이는 분필의 주component인데 분필의 경우는 매우 약한 강도이기 때문에 아주 작은 힘에도 쉽게 부러져 버린다.
다음은 우리가 watch하고자 하는 전복껍데기와 손톱이다.

전복껍데기의 미세구조는 벽돌집의 단면과 같다. 바깥층을 구성하는 사각기둥 모양의 구조는 칼사이트(Calcite)이며 안층의 판은 육각 모양의 아라고나이트(Aragonite)가 지그재그 모양으로 쌓여있다. 전복 껍데기의 구성component은 95%이상이 탄산칼슘()이다. 기존의 광학현미경은 분해능(Resolution)이 0.2 ㎛가 한계였다. 이런 characteristic(특성)을 이용해 학자들은 전복 껍질의 구조를 모방해 단단하면서 가벼운 인공 소재를 개발하고 있다. 이는 우리 일상에서는 매우 작은 크기이지만 재료의 미세구조를 觀察하기에는 충분하지 못한 성능이기 때문에 보다 작은 구조를 보기 위해서 전자현미경이 사용된다된다.
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순서
재료를 알아보기 위해서 미세구조를 파악하는 것은 중요한 일이기 때문에 이번 SEM을 이용한 미세구조 촬영 test(실험) 을 통하여 전자현미경의 사용법과 SEM을 통해 찍은 이미지를 分析, 파악하는 능력을 기르고자 한다
전복 껍데기는 강한 충격에도 쉽게 깨지지 않는다. 소금쟁이가 물에 뜨는 원리, 연꽃잎에 물방울이 굴러 떨어지는 원리 도마뱀이 벽면에 안정적으로 달라붙을 수 있는 원리 등은 모두 그들의 신체 일부분이 특이한 미세구조로 구성되어 있기 때문에 가능한 것이다. 즉, 두 점 사이가 0.2 ㎛보다 클 경우에만 구별이 가능하다는 뜻이다. 이런 기능들은 우리들에게도 매우 유용하기 때문에 생물체들의 미세구조를 모방함으로써 자연에서 주어지는 특정 기능을 우리 인간이 사용하고자 하는 생태모방학[biomimetics]이 주목받고 있다. 즉, 두 점 사이가 0.2 ㎛보다 클 경우에만 구별이 가능하다는 뜻이다.

[SEM촬영 보고서] 주사전자 현미경을 이용한 이미지 觀察 test(실험) (전복껍데기와 손톱의 미세구조)
SEM(Scanning Electron Microscope)은 주사전자 현미경으로 재료의 미세조직과 형상을 관찬하는데 매우 유용하게 사용되는 분석기중 하나이다.

레포트 > 공학,기술계열

다. 과거에는 그 기능의 원리를 파악하는 것이 불가능 하였지만, 미세구조를 파악하는 기능이 발달됨에 따라 그들의 기능에는 미세구조가 큰 影響(영향)을 끼침을 알 수 있었다. 기존의 광학현미경은 분해능(Resolution)이 0.2 ㎛가 한계였다.

이렇게 칼사이트(Calcite)와 아라고나이트의 모양을 이루는 전복껍데기는 강한 힘이 강해지면 1차적으로 칼사이트(Calcite) 구조를 이루는 외벽에서 충격을 흡수하고 이후에 아라고나이트를 이루는 내부로 힘을 전달한다. 또한 SEM은 광학현미경과 다르게 미세구조를 입체적으로 촬영하는 것이 가능하기 때문에 기존에 사용되던 광학현미경을 통해 재료의 표면을 파악하는 것 보다 많은 정보를 얻는 것이 가능하기 때문에 재료를 파악하는 재료공학과에서 매우 중요한 기구라고 할 수 있다.

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