본 시 학 습 지 도 안					년월일	-
단 원		Ⅳ. 편리한 생활	소단원	2. 신소재					시수		58
학 습 목 표		신소재 활용 사례를 넓게 찾아보아 신소재와 친해 본다.
2-1 생활 속의 신소재를 찾아서 ① 신소재란? ․금속, 무기, 유기 원료 및 이들을 조합한 원료를 새로운 제조 기술로 제조하여 예전에 없던 새로운 성능과 용도를 가지게 된 소재이다. ② 신소재의 종류 ㉠ 신금속 재료 : 형상 기억 합금, 비정질 금속 재료, 초전도 재료 등 ㉡ 비금속 무기 재료 : 파인 세라믹스, 광섬유, 결정화 유리 등 ㉢ 신고분자 재료 : 엔지니어링 플라스틱, 고효율성 분자막(high efficiency separator), 태양광 발전 플라스틱 전지 등 ㉣ 복합 재료 : 바이오센서(Biosensor), 탄소 섬유 강화 플라스틱 (CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastic), 섬유 강화 금속(FRM, Fiber Reinforced Metal) 등 ※ 21세기 신소재로 각광받는 풀러렌과 탄소 나노 튜브 ․신소재 중에는 최근 각광받고 있는 축구공 모양의 탄소 60개로 만들어진 풀러렌이나 반도체 재료로 사용될 가능성이 높은 탄소 나노 튜브 등이 있다.								내 용 추 가
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학 습 목 표		여러 가지 세라믹스의 용도를 알아본다.
2-2 강해지는 세라믹스 ① 세라믹스 ․일반적으로 요업 제품을 말한다. 우리 주변에 있는 도자기류도 세라믹스이다. 다공성으로 유약을 칠하지 않은 토기류, 유약을 칠한 도기류 등은 그다지 높지 않은 온도로 굽지만, 석기, 자기류는 상당한 고온(약 1,200～1,400℃)에서 만들어진다. ② 여러 가지 세라믹스의 이용 ㉠ 화장실 세면대 : 유약을 바르고 1,300～1,500℃의 높은 온도에서 구워 내는데 이러한 세라믹스 제품을 자기라고 한다. ㉡ 화분 : 유약을 바르지 않고 600～1,000℃의 보다 낮은 온도에서 구워 내어 통기성이 유지되는데 이러한 세라믹스 제품을 토기라고 한다. ㉢ 자동차 유리 : 충격에 강하고 깨지더라도 잘게 부서져 안전성 이 높은 강화유리로 만든다. ㉣ 파이렉스 커피 포트 : 붕규산 유리로 만드는데, 온도가 변화 하여도 팽창하는 정도가 작아 열에 강 하다. ㉤ 장독 : 1,200～1,300℃의 온도에서 구워 낸 뒤 1,050～1,100℃에 서 유약을 칠해 만드는데 이러한 세라믹스 제품을 도기 라고 한다. ㉥ 인공 치근이나 인공뼈 : 강한 압력에 견디고 생체와 잘 결합하 는 성질을 지닌 뉴세라믹스 재료를 사 용하여 만든다.								내 용 추 가
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학 습 목 표		합금의 용도와 사례를 찾아본다.
2-3 진보하는 새로운 합금 ① 합금이란? ․서로 다른 금속을 섞어 만든 것 ② 일상 생활 속에서 합금이 사용되고 있는 사례 ㉠ 퓨즈 : 납과 주석의 합금인 퓨즈는 녹는점이 낮아 허용 전류 이상의 전류가 흐르면 열이 발생해 녹아 끊어진다. ㉡ 청동 동상 : 주석과 구리의 합금인 청동은 비교적 녹는점이 낮 아 청동 조각을 만드는 데 사용된다. ㉢ 놋그릇(안성 유기) : 놋그릇은 구리와 아연의 합금으로 전성과 연성이 커서 옛날에 그릇을 만들어 사용 했다. ㉣ 스테인리스강 문틀 : 철, 크롬, 니켈로 만든 스테인리스강은 녹 이 슬지 않아 광범위하게 사용된다. ㉤ 변압기 철심에 사용하는 규소철 : 규소와 철의 합금인 규소철 은 변압기 철심에 사용된다. ㉥ 땜납 : 납과 주석의 합금으로 녹는점이 낮아 전선을 고정하는 데 사용된다. ③ 새로운 합금이 사용되는 예 ㉠ 치아 교정에 사용하는 형상 기억 합금 ㉡ VTR의 헤드를 이루는 아몰포스 합금 ㉢ 오므린 안테나를 태양열에 의해 펴지도록 만든 형상 기억 안테나 ㉣ 안전하게 수소를 저장하는 수소 저장 합금 ㉤ 액체 질소에서 초전도 현상을 나타내는 초전도체								내 용 추 가
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학 습 목 표		합금의 용도와 사례를 찾아본다.
2-3 진보하는 새로운 합금 ① 합금이란? ․서로 다른 금속을 섞어 만든 것 ② 일상생활 속에서 합금이 사용되고 있는 사례 ㉠ 퓨즈 : 납과 주석의 합금인 퓨즈는 녹는점이 낮아 허용 전류 이상의 전류가 흐르면 열이 발생해 녹아 끊어진다. ㉡ 청동 동상 : 주석과 구리의 합금인 청동은 비교적 녹는점이 낮 아 청동 조각을 만드는 데 사용된다. ㉢ 놋그릇(안성 유기) : 놋그릇은 구리와 아연의 합금으로 전성과 연성이 커서 옛날에 그릇을 만들어 사용 했다. ㉣ 스테인리스강 문틀 : 철, 크롬, 니켈로 만든 스테인리스강은 녹 이 슬지 않아 광범위하게 사용된다. ㉤ 변압기 철심에 사용하는 규소철 : 규소와 철의 합금인 규소철 은 변압기 철심에 사용된다. ㉥ 땜납 : 납과 주석의 합금으로 녹는점이 낮아 전선을 고정하는 데 사용된다. ③ 새로운 합금이 사용되는 예 ㉠ 치아 교정에 사용하는 형상 기억 합금 ㉡ VTR의 헤드를 이루는 아몰포스 합금 ㉢ 오므린 안테나를 태양열에 의해 펴지도록 만든 형상 기억 안테나 ㉣ 안전하게 수소를 저장하는 수소 저장 합금 ㉤ 액체 질소에서 초전도 현상을 나타내는 초전도체 ※ 아몰포스 합금 ․용융 상태의 금속을 급랭시켜 입자가 규칙적으로 모일 시간이 없는 상태에서 고체로 된다.								내 용 추 가
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학 습 목 표		고분자 재료의 용도와 사례를 찾아본다.
2-4 플라스틱을 뛰어넘는 신고분자 재료 ① 신고분자란? ․이전에 개발된 고분자들은 다양한 기능을 가졌음에도 불구하고 열에 약하고 모양을 쉽게 변화시킬 수 없으며 전류를 통하게 할 수 없는 단점이 있었다. 최근 이를 극복하고 우리에게 필요한 기능만을 갖춘 다양한 고분자들이 등장하게 되었는데 이와 같은 고분자를 신고분자라고 한다. ② 여러 가지 신고분자 화합물의 이용 사례 ㉠ 자동차 엔진 점화 플러그 캡 : 나일론과 비슷한 엔지니어링 플라스틱이 사용되고 있다. ㉡ 차의 범퍼에 이용되는 엔지니어링 플라스틱 : 단단한 폴리옥시메틸렌이라는 엔지니어링 플라스틱이 사용되고 있다. ㉢ 고장이 잘 안 나는 지퍼 : 내마모성과 자기 윤활성이 뛰어난 엔지니어링 플라스틱을 이용하면 잘 고장 나지 않는 지퍼를 만들 수 있다. ㉣ 컬러 종이 클립에 사용되는 플라스틱 : 용수철처럼 탄성이 뛰어난 플라스틱을 이용해 종이 클립을 만들기도 한다. ㉤ 전동 칫솔을 올려놓은 모습 : 전기 전도성을 가진 전도성 플라스틱으로 올려놓기만 해도 자동 충전되는 전동 칫솔 ㉥ 레이저 디스크 : 폴리카보네이트는 내충격성과 정밀도가 우수할 뿐만 아니라 투명성이 뛰어나 레이저 디스크 외장재로 사용된다. ※ FRP(Fiber Reinforced Plastics) ․섬유성 재료로 외부 충격이나 열에 강하게 만든 섬유 강화 플라스틱 ※ 플러렌(Fullerene) ․탄소 원자의 동소체로 탄소원자 60개로 이루어진 축구공 모양의 분자. 내열성과 강도가 뛰어나 미시 세계에서 베어링으로 사용될 것으로 기대되며, 반도체 재료나 고성능 촉매, 암세포 파괴 등에 응용될 전망이다.								내 용 추 가
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학 습 목 표		다양한 센서로 초감각 로봇을 설계해 보고, 차세대 센서의 특성을 알아본다.
2-5 센서와 초감각 로봇의 탄생 ① 센서란? ․외계의 자극을 받아들여 그것을 신호로 바꾸어 놓은 것 ② 센서의 종류 ㉠ 광센서 : 전기 저항의 변화에 의해 빛을 알아 낸다. ㉡ 압력 센서 : 압력에 대응한 전기적 신호를 만들어 유량이나 유속을 검출할 수도 있다. ㉢ 습도 센서 : 세라믹스나 고체 전해질을 이용한 것으로, 전자 렌지의 자동요리용이나 공기 중 습도 조절용으로 활용되고 있다. ㉣ 가스 센서 : 기체의 빛의 굴절률 변화를 감지하거나 반도체의 전기 저항 변화로 가스의 존재를 알아 낼 수 있다. ㉤ 자기 센서 : 자기의 강도 균형에 의해 저항이 변화되는 자기 저항 소자나 전위차가 발생하는 Hall 소자 등이 사용된다. ③ 초감각 로봇에 사용된 센서는 우리 생활 어디에 다시 응용하여 사용하면 좋을까? ㉠ 적외선 센서 : 방범 활동, 병소를 찾아내는 적외선 촬영기 ㉡ 산부인과 초음파 진단기 ㉢ 포도주 숙성 감식기, 공항 마약 탐지기 ㉣ 형상 기억 브래지어, 치아 보정용틀 ㉤ 테니스 라켓, 골프용 그럽 ㉥ 슈퍼 컴퓨터 ㉦ 수소 자동차								내 용 추 가
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학 습 목 표		컴퓨터의 발달 역사와 미래 컴퓨터의 조건을 알아본다.
2-6 제5세대 컴퓨터는 가능할까? ① 컴퓨터의 발달 순서 ․제1세대 : 진공관 → 제2세대 : 트랜지스터 → 제3세대 : IC → 제4세대 : 초LSI ② 제5세대 컴퓨터는 어떤 기능을 가지게 될까? ㉠ 정보에서 지식으로 : 단순한 정보만을 제공하던 컴퓨터가 문제 해결이나 추론까지 가능한 컴퓨터로 바뀐다. 컴퓨터 스스로 논리적인 추론을 하고 문제 해결을 한다. ㉡ 계산에서 판단으로 : 데이터뿐만 아니라 합리적인 판단, 실험 결과 등을 체계적으로 정리한 지식을 시스템 내에 기억하여 필요할 때 검색한다. ㉢ 숫자에서 인간의 말로 : 컴퓨터에 인간이 말하는 언어, 음성, 도형, 화상 등을 다루는 능력을 부여하여 인간과의 대화가 순조롭게 진행되도록 한다. ③ 제5세대 컴퓨터의 기능을 완성시켜 주는 신반도체 ․테라비트 메모리 ․신경망 칩 ․자기 증식 칩 ※ 바이오컴퓨터 ․인간의 뇌는 100억 개의 신경 세포가 서로 복잡하게 얽혀 이루어져 있다. 이와 같이 얽혀 있는 방법 속에서 수수께끼를 해결해 나가는 정보 처리 기능에서 힌트를 얻어 만드는 컴퓨터가 바이오컴퓨터이다. 바이오컴퓨터의 실현을 위해 가장 중요한 과제는 이미지를 만드는 것이다. 이것을 위하여 뇌의 정보 처리 알고리즘, 신경 회로망의 기능과 구조, 나아가서는 그들 요소 소자로서 한 줄기의 신경 결합 양식의 해명이 중요한 당면 과제이다.								내 용 추 가
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학 습 목 표		신소재 개발에 따른 사회 변화에 대한 자료를 모은 다음, 모은 자료를 토대 로 사회 변화에 대한 긍정적인 면과 부정적인 면을 모두 고려한 토론을 하 여 신소재가 사회 변화에 미친 영향을 알아본다.
2-7 신소재가 변화시키는 미래 사회 ① 신소재 개발에 의한 생활의 변화가 우리에게 미치는 긍정적 영향 ․가볍고 따뜻한 등산 의류 개발, 가벼운 산악 자전거 개발에 의한 폭넓은 레포츠 생활의 출현, 인공 치아 출현 등으로 편안하고 쾌적한 삶이 가능하게 됨 ② 신소재 개발에 의한 생활의 변화가 우리에게 미치는 부정적 영향 ․전자파 공해 ․VDT 증후군 ․공장 자동화에 따른 실직 ․범죄의 고도화 ․인간 소외 ※ VDT(Visual Display Terminal)증후군 ․VDT 증후군은 컴퓨터 모니터 등 VDT를 보면서 장시간 작업을 하고 난 후에 생기는 다수의 안증상과 근골격계 증상, 피부 증상, 정신 신경계 증상 등을 통칭한다.								내 용 추 가
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