고등학교 과학탐구실험 Ⅲ. 첨단 과학 탐구 2. 신소재 개발 사례 조사하기 탐구 목표 단원 열기 탐구 수행 탐구 정리 평가하기

신소재 개발 사례를 조사하고, 신소재의 이용이 우리 생활에 미친 영향을 설명할 수 있다. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 개발 사례를 조사하고, 신소재의 이용이 우리 생활에 미친 영향을 설명할 수 있다. 1 첨단 과학 기술 및 과학 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출물을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다. 2 2

[탐구 문제] 지금까지 개발된 신소재에는 어떤 것이 있으며, 이러한 신소재의 이용은 우리 생활에 어떤 영향을 주었을까? 2. 신소재 개발 사례 조사하기 [탐구 문제] 지금까지 개발된 신소재에는 어떤 것이 있으며, 이러한 신소재의 이용은 우리 생활에 어떤 영향을 주었을까? 3

1. 모둠별로 다음의 여러 가지 신소재 중 한 가지를 정해 보자. 이때 모둠별로 신소재의 종류가 중복되지 않게 한다. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 조사하기 과정 1. 모둠별로 다음의 여러 가지 신소재 중 한 가지를 정해 보자. 이때 모둠별로 신소재의 종류가 중복되지 않게 한다. • 그래핀 • 탄소 나노 튜브 • 풀러렌 • 초전도체 • 형상 기억 합금 • 유기 발광 다이오드(OLED) 4

2. 신소재의 특성, 개발 과정, 이용 사례, 전망 등을 조사해 보자. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 조사하기 2. 신소재의 특성, 개발 과정, 이용 사례, 전망 등을 조사해 보자. 5

예 그래핀 • 탄소로만 이루어진 물질로, 탄소 원자들이 벌집 모양의 육각 구조를 이루면서 한 층으로 펼쳐져 있다. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 조사하기 그래핀 예 신소재 특성 • 탄소로만 이루어진 물질로, 탄소 원자들이 벌집 모양의 육각 구조를 이루면서 한 층으로 펼쳐져 있다. • 두께가 0.2 nm 정도로 매우 얇다. • 전기가 잘 통하고, 강도가 매우 강하다. • 투명하고, 신축성이 매우 뛰어나다. 6

이러한 공로로 그들은 2010년에 노벨 물리학상을 받았다. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 조사하기 개발 과정 가임(Geim, A.)과 노보셀로프(Novoselov, K. S.)가 흑연에 접착 테이프를 붙였다 떼기를 반복하는 방법으로 그래핀을 최초로 분리해 냈다. 이러한 공로로 그들은 2010년에 노벨 물리학상을 받았다. 7

전기적 특성을 활용한 초고속 반도체나 고효율 태양 전지, 투명 전극을 활용한 휘어지는 디스플레이, 초경량 ∙ 고강도 복합재 등 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 조사하기 이용 사례 전기적 특성을 활용한 초고속 반도체나 고효율 태양 전지, 투명 전극을 활용한 휘어지는 디스플레이, 초경량 ∙ 고강도 복합재 등 전망 구부릴 수 있는 디스플레이, 손목에 차는 컴퓨터, 전자 종이 등을 만들 수 있다. 8

1. 모둠별로 신소재를 홍보하기 위한 방법을 정해 보자. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 홍보하기 과정 1. 모둠별로 신소재를 홍보하기 위한 방법을 정해 보자. 포스터, 소책자, 동영상, 누리소통망 서비스(SNS) 등 예 9

2. 에서 조사한 자료를 바탕으로 신소재를 홍보하기위한 내용을 어떻게 구성할지 토의해 보자. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 홍보하기 2. 에서 조사한 자료를 바탕으로 신소재를 홍보하기위한 내용을 어떻게 구성할지 토의해 보자. 10

2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 홍보하기 조사한 자료에서 그림 자료를 설명할 간단한 문구를 작성하고 신소재의 특성은 그림으로 표현하여 동영상을 만든다. 개발 과정은 동영상 자료로, 이용 사례는 학생들이 직접 촬영한 동영상 자료로, 전망은 뉴스 동영상 클립 등을 이용하여 전체를 동영상으로 제작한다. 예 11

3. 신소재를 홍보하는 자료를 만들어 보자. 신소재 홍보하기 • 글을 너무 많이 넣지 않고, 핵심적인 정보 를 담는다. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 홍보하기 3. 신소재를 홍보하는 자료를 만들어 보자. 홍보 자료를 만들 때 유의할 사항 • 글을 너무 많이 넣지 않고, 핵심적인 정보 를 담는다. • 신소재의 대표적인 특성을 나타내는 그림 자료를 함께 이용한다. • 신소재의 이용 사례를 표현한다. 12

2. 신소재 개발 사례 조사하기 신소재 홍보하기 4. 완성된 홍보 자료를 발표해 보자. 예 13

다른 모둠의 발표 내용을 간단히 정리해 보자. 그래핀 2. 신소재 개발 사례 조사하기 다른 모둠의 발표 내용을 간단히 정리해 보자. 그래핀 탄소 원자들이 평면 육각형으로 배열되어 매우 얇은 층을 이룬다. 전기 전도도가 매우 크고 휘어지는 성질이 있어 디스플레이, 태양 전지, 투명 전극 등으로 활용되며, 착용할 수 있는 전자 기기 소재로 활용하는 연구가 진행되고 있다. 14

그래핀을 말아 놓은 것과 같은 모양으로 강도, 전기 전도도가 커서 전기 공학, 광학 및 재료 공학 등 2. 신소재 개발 사례 조사하기 탄소 나노 튜브 그래핀을 말아 놓은 것과 같은 모양으로 강도, 전기 전도도가 커서 전기 공학, 광학 및 재료 공학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 15

풀러렌 탄소 원자가 구, 타원체 모양 등으로 배열된 분자를 통칭하는데, 주로 탄소 원자 2. 신소재 개발 사례 조사하기 풀러렌 탄소 원자가 구, 타원체 모양 등으로 배열된 분자를 통칭하는데, 주로 탄소 원자 60개가 축구공 모양으로 결합한 버크민스터풀러렌을 말한다. 풀러렌을 수지에 첨가해서 내구성이나 내열성을 높이는 방안이 연구 중에 있다. 16

2. 신소재 개발 사례 조사하기 초전도체 특정 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 초전도 현상이 나타나는 물질이다. 핵자기 공명 장치, MRI 등에 사용되고 있으며, 전력을 수송하는 분야에 실용화하는 방안을 연구 중이다. 17

온도에 따라 창문이 개폐되는 온실의 창문 조절 장치 스프링, 인공위성 안테나 등에 이용된다. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 형상 기억 합금 변형되어도 열을 가하면 원래의 형상으로 되돌아 가는 합금이다. 온도에 따라 창문이 개폐되는 온실의 창문 조절 장치 스프링, 인공위성 안테나 등에 이용된다. 18

2. 신소재 개발 사례 조사하기 유기 발광 다이오드(OLED) 빛을 내는 층이 유기 화합물로 이루어진 박막 발광 다이오드이다. 직접 빛을 내기 때문에 백라이트 같은 별도의 광원이 필요 없으며, 빛의 표현 범위가 LCD보다 더 넓다. 또한 LCD에 비교하여 1,000배 빠른 응답 속도를 가지고 있으며, 휘어질 수도 있다. 19

자신의 활동 과정과 결과를 스스로 평가해 보자. 2. 신소재 개발 사례 조사하기 평가 내용 잘함 보통 부족 지식 신소재의 특성을 옳게 설명하였는가? 탐구 신소재 개발 사례를 적절하게 조사하였는가? 홍보 자료를 이해하기 쉽게 만들었는가? 태도 모둠원의 역할 분담이 적절하고, 모둠원이 모두 적극적으로 참여하였는가? 과학적인 근거를 바탕으로 정확하고 설득력 있게 발표하였는가? 20

2. 신소재 개발 사례 조사하기 ■ 잘한 점 ■ 개선할 점 21

다음 시간에 배울 내용을 알아봅시다. Ⅲ. 첨단 과학 탐구 3. 생활 속 생체 모방 기술 조사하기 첫 화면으로 돌아가기