자석(磁石.Magnet) ^ 男.女 지남철(指南鐵) ^ 나침판( 羅針盤.Compass) - 비희토류계 ^ 영구자석 - 방사능오염 정화용 ^ 나노자석 - 미세플라스틱 정화용 ^ 코일형 나노자석

 

[여럿이 함께] 7. 좋을 호(好) 자 만든 사랑 - http://www.slj.co.kr/bbs/board.php?bo_table=read&wr_id=53&page=24

 

자석의 영어명 ‘마그네트(Magnet)’의 어원에 대해서는 2가지 설이 있다.

 

하나는 마그네스라는 이름을 가진 양치기에서 비롯됐다는 것이다.

마그네스가 쇠로 된 지팡이를 들고 산으로 갔는데

이 지팡이를 끌어당기는 ‘이상한 돌’이 있는 것을 유심히 관찰,

사람들에게 알렸기 때문에

‘이상한 돌’의 이름을 ‘마그네스’로 했다는 것이다.

 

또 하나는 지명과 관련된다.

옛날 그리스인들은 소아시아의 마그네시아(Magnesia) 근방에서 발견된

어떤 암석이 쇠붙이를 끌어당기게 하는 힘이 있다는 사실을 알았다.

그리스인들은 그들이 발견한 암석에 해당 지역의 이름을 붙여

마그네타이트(Magnetite : 자철석, ite는 암석을 나타내는 말)라고 부르고

마그네타이트가 끌어당기는 힘을 자기(Magnetism)라고 했다.

 

생활속 곳곳에서 활용되는 자석의 원리 – Sciencetimes

생활속 곳곳에서 활용되는 자석의 원리 – Sciencetimes

 

 

자석 : 네이버 블로그 (naver.com)

자석

 

 

 

자석(磁石. Magnet) 또는 지남철(指南鐵)은 자성을 지닌 물체이다.

 

자연적으로는 

자철석 등 일부 광석에서 발견되며 이를 천년자석이라고 한다.

 

또한 인공적으로 만들기도 한다.

천연자석이 풍부했던 마케도니아 지방의 마그네시아(Magnesia)의 이름이나

이오니아 지방의 마그네시아 시(the City of Magnesia)의 이름에서 유래했다는 주장이 있다.

 

이 지역에서는 플리니(Pliny)의 신화속에서 목자들이 가축들을 방목할때

그들의 신발과 지팡이가 매우 빨리 닿는 현상이 나타났다고 한다.

Magnet(자석)이란 이름은 플라톤에 의하면

그리스 시인인 에우리피데스(Euripides)가 이름을 붙였다고 한다.

 

이집트인들은 자석을 호루스(Horus)의 뼈라고도 불렸다고 한다.

 

자석 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)

자석 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

중국의 한의학서 ‘황제내경’에는

“여자 나이 7살이 되면

신장의 기운이 왕성해져서 젖니가 영구치로 변해 이를 갈고

몸에 터럭이 자란다(女子七歲 腎氣盛 齒更髮長)라고 적고 있습니다.

 

신장의 기운이 왕성해진다함은 뇌하수체의 내분비 기능이 활발해져

성선(性腺)자극 호르몬이 분비되기 시작해

어렴풋이 성(性)을 인식하게 된다는 뜻입니다.

 

그러니까

아이들일지언정 함께 있다 보면 뜻하지 않은 불상사가 일어나는 것을 사전에 방지하고자

애당초 함께 있는 것 자체를 막으려 했던 것입니다.

 

충청미디어 (thecm.net)

男女指南鐵(남녀지남철)

충청미디어

 

 나침반을 누가 맨 처음 발명했는지 명확한 기록이 없어 최초 발명자를 알 수는 없지만,

나침반이 서양이 아니라 중국에서 발명된 것은 분명해 보인다.

 

나침반은 종이, 화약과 함께 중국이 자랑하는 ‘3대 발명품’ 중의 하나로 꼽힌다.

 

나침반의 기원과 관련해서 고대 중국의 문헌들을 살펴보면,

중국 후한(後漢)시대의 사상가 왕충(王充)이 서기 90년 경에 낸

논형(論衡)이라는 책에는

“국자를 물위에 띄워 놓으면 남쪽을 가리키면서 멈춰 선다”는 기록이 있다.

 

또한 4세기경 갈홍(葛洪)이라는 사람이 쓴 포박자(抱朴子)라는 책에는,

“철로 된 바늘에 머릿기름을 발라서 가만히 물위에 놓으면,

바늘을 물위에 띄울 수 있다.” 라는 대목이 나온다.

 

위 책들은 근대적인 의미의 과학에 관한 저서라고 보기는 어려우므로

그것이 곧 나침반 발명을 의미한다고 생각하기는 힘들겠지만,

최소한 어느 정도 관련이 있을 것으로 추측할 수 있다.

 

11세기에 송(宋)나라의 심괄(沈括)이 쓴 몽계필담(夢溪筆談)에는

자석의 바늘이 남북을 가리키는데

진북(眞北)과 자북(磁北)이 다르다는 것이 기술되어 있다.

 

또한 당시 사람들은

자석바늘을 물위에 띄워서 방향을 알아보았다고 하는 것으로 보아서,

나침반은 11세기 이전에 중국에서 발명되었다고 보는 것이 타당할 듯하다.

 

또한, 12세기에 쓰여 진 평주가담(萍州可談)이라는 책에는

“별이 보이지 않는 밤에는 지남침을 보면서 항해한다”는 이야기가 나오는데,

이러한 나침반을 이용한 항해기록은

서유럽이나 다른 지역의 기록보다 훨씬 앞서는 것이다.

 

약 12세기경에 유럽에서는

‘아라비아 사람들은

바늘같이 생긴 자석을 밀집에 꽂아 물위에 띄워서 북쪽을 알아낸다.

’라는 이야기가 전해졌는데,

따라서 그 무렵에 중국의 나침반이

이술람의 선원들에 의해 서유럽에도 전래된 것으로 보인다.

 

나침반과 지남차 – Sciencetimes

나침반과 지남차 – Sciencetimes

 

“남녀 칠 세엔 부동석이지만 남녀 십육 세면 지남철이라,

처녀총각 제 짝 찾아 만나면 저절로 붙게 되어 있느니라.

 

너도 시경을 읽어 알겠지만

물새는 암컷 수컷 서로 불러 짝을 지어 물가에서 놀고

요조숙녀는 군자의 좋은 짝이라 했다.

 

이제 드디어 평생 그리던 내 짝을 만났구나.

더구나 우리는 삼생의 인연으로 만나지 않았느냐.

그러니까 가만히 있으려므나…….”

 

 

 

몽룡은 춘향의 손을 더 꽉 쥐었다.

 

춘향은 뭔가에 홀린 듯했지만

제 스스로는 몸도 가누지 못할 만큼 정신이 아득해지는 것만 같아

손을 몽룡에게 맡긴 채 엉거주춤 가만히 있을 수밖에 없었다.

 

춘향은 몽롱한 채 그대로 있고,

몽룡은 먹잇감을 보고 입 터진 제비 새끼들 지져대듯이 마구 재잘거렸것다.

 

“춘향아,

오늘 우리가 드디어 만나 상견례를 하였으니

내일 또 만나 맷돌처럼 아주 한 짝이 되자꾸나.

 

 

그나저나 어린 것들은 시방 뭐하고 있을끄나?”
향단이가 볼멘소리를 낸다.

“뭐하긴? 우리처럼 흘레붙고 있을까봐?”
“그것도 아무나 하는 것이 아니제.

우리 수준 될라믄 한참 멀었어.”

 

“그라믄 둘 다 유식하여 문자 속 깊을 틴께 진서로 고상한 말 주고받고 있겄제.”

 

“쳇,

사랑 놀이 하는디 진서가 뭔 필요여.

그냥 원초적으로다가 본능적으로다가 자연적으로다가 몸뚱이 뻗치는 대로 하믄 되제.”

방자가 팔을 뻗어 향단의 허리를 휘감으려 하자 향단이가 내쳤것다.
“아이구, 징그러워. 그만 혀!”

 

“징그럽긴, 이런 것 안 하고 어른 되는 사람이 어디 있디야.

넘들도 다 허는 것인께 너무 그라지 말더라고잉.”

 

 

 

매거진 > 독서 > 5. 남녀 십육 세 지남철 (slj.co.kr)

매거진 > 독서 > 5. 남녀 십육 세 지남철

 

 

李춘향아 놀자!(1) - 방자(고두쇠)야, 날씨가 너무 좋구나! - 성몽룡 ^ 이몽룡의 모델은 암행어사 성의성 (tistory.com)

李춘향아 놀자!(1) - 방자(고두쇠)야, 날씨가 너무 좋구나! - 성몽룡 ^ 이몽룡의 모델은 암행어사

 

https://youtu.be/KoiFnGOgizQ

 

홍순철 교수연구팀은  이 같은 문제 해결을 위해

매장량이 풍부한 비희토류인 순철에 니켈을 혼합한 재료로

희토류 네오디뮴(Nd) 영구자석 못지않은

고성능 영구자석 소재를 제시해냈다.

 

연구팀이 디자인한 영구자석 재료는

고온에서도 성능을 유지할 수 있어 앞으로 상용화될 전기자동차 모터와

풍력발전기 등 관련 분야 산업에 크게 적용될 것으로 기대되고 있다.

최철진 한국기계연구원 부설 재료연구소 박사는

“자석은 고온에서 성능이 떨어짐으로써 정상적인 작동이 될 수 없는데,

이번에 발견한 비희토류 기반 자석은 섭씨 447도에서도 견딜 수 있어서

우수한 성능, 손쉽게 구할 수 있는 재료를 모두 만족하는 획기적인 발견”이라고 평가했다.

 

희토류 대체할 순철 기반 영구자석 개발 길 열려 (sedaily.com)

희토류 대체할 순철 기반 영구자석 개발 길 열려

 

https://youtu.be/5w7-Bm3z40A

 

 

기원전 3세기경 중국에서는

최초로 철, 코발트, 니켈 등의 여러 물질과 혼합한 자석인 영구자석을 발명하면서,

자철광의 부족한 자성을 보완해

자석을 물건으로 만드는 것에 본격적으로 활용하기 시작했습니다.

 

다른 물질과의 혼합으로 외부의 충격에도 자성을 잃지 않는 강한 자기력을 갖는

‘영구자석’은 자석의 활용도를 높이는 역할을 했습니다.

 

이렇게 탄생했던 대표적인 물건이

바로 우리가 잘 알고 있는 ‘나침반’이랍니다.

 

나침반은 평평한 바닥에 두면 지구의 자기장의 영향을 받아 회전하게 되면서

침이 이동하여 방향을 알려주며

과거 사람들의 바다 항해 시 길을 잃어버리지 않도록 해주기도 하였죠. 

 

자철광을 가공하지 않은 채 본연의 성질대로 두었더라면

자석은 오늘날까지

우리 실생활의 중요한 부분을 차지하는 물건이 되지 못하였을 것입니다.

 

 또 나침반이 없었더라면

15세기 콜럼버스가 엄청난 여정의 항해를 할 수도 없었을 것이며

신대륙 발견하지도 못했겠죠.

 

자석이 궁금해?! - 한국전력 블로그 굿모닝 KEPCO!

자석이 궁금해?!

 

국내 연구진이

희토류 사용을 줄이면서도 더 강한 자성을 띠는 나노 자석이 개발했다.

 

한국연구재단은 12일

좌용호 한양대 교수 연구팀이 기존 희토류 영구자석을 대신할 수 있는

새로운‘코어-쉘(core-shell) 섬유’구조의 나노 자석을 개발했다고 밝혔다.

 

이 나노 자석은

하이브리드 자동차, 차세대 전기모터, 발전기, 마그네틱 센서 등

산업 전반에 폭넓게 사용되는 영구자석의 새로운 소재로 응용될 것으로 기대된다.

 

 
연구팀은

희토류계 경자성 나노섬유에 자성을 유지하는 힘이

상대적으로 작은 연자성(soft magnetism, 軟磁性)을 띠는

나노 두께의 철-코발트 코팅층을 씌워

‘코어-쉘 구조’의 교환자기결합형 자성 재료를 개발했다.

 

이 재료는

기존 희토류계 영구자석 대비 자기에너지 밀도가 146% 이상 높은 것으로 나타났다.  

 

희토류계 자석 대체할 새 강력 소재 나왔다···국내연구진 개발 - 중앙일보 (joins.com)

https://youtu.be/53XWqnlN3dA

 

마그네틱 자석의 종류별 특징 : 네이버 블로그 (naver.com)

마그네틱 자석의 종류별 특징

 

 

희토류 자석은 화학 주기율표상에서

란틴계열의 사마륨(Sm)이나 네오디뮴(Nd) 등의 원소로 만든 것으로

사마륨자석과 네오디뮴자석으로 구분한다.

 

사마륨자석은

잔류자속밀도나 보자력 등이 매우 높고 온도특성도 우수하나,

주원료인 코발트가 지구상에 매장량이 매우 적고,

남아프리카의 극히 일부 지역에 한정되어 있다.

 

이러한 단점을 보완한 것이 네오디뮴자석이다.

 

네오디뮴자석 역시

잔류자속밀도와 보자력이 사마륨자석을 능가하는 뛰어난 자석이지만,

온도특성이 매우 나빠 온도변화에 의한 자속밀도의 변동이 심하고

80℃가 넘는 환경에서는 사용이 쉽지 않다는 것과

산화력이 강해 공기 중에서 쉽게 산화하여 녹이 생기는 단점을 보완하기 위해

코팅을 해야 하는 단점이 있다.

 

최근에는 온도특성의 개선에 많은 진전이 있어

약 150℃ 정도의 온도에서도 사용이 가능한 네오디뮴자석이 개발되기도 했지만

아직도 페라이트자석에 비해 가격이 너무 높다는 단점이 있다.

 

자성 재료의 종류 : 네이버 블로그 (naver.com)

자성 재료의 종류

 

나침반은

남북을 가리키는 자석의 성질을 이용해 동서남북의 방향을 알려주는 장비다.

 

영어로는 원을 방위로 분할한다는 의미에서 컴퍼스(Compass)라고 한다.

 

GPS가 없던 시절,

나침반은 배가 가야 하는 방향인 침로를 알려주는 가장 중요한 물품이었으며,

먼 바다를 항해하는 선원이나 탐험가에게는 생명이나 다름없는 존재였던 것이다.

 

물론 나침반이 없던 시절에도

낮에 해를 관측하거나 밤에 별자리를 보고 방향을 알 수 있었지만,

전문지식과 상당한 관측 시간이 필요했다.

 

게다가 흐린 날이나 안개가 낀 날에는 이 방법마저도 사용할 수 없었다.

이 외에도 나무 줄기의 자람 상태나 나이테를 관찰해 방향을 짐작하는 방법도 있지만

바다에서는 소용없는 방법이었다.

 

나침반이 지구의 남북을 가리키는 이유를 처음 설명한 사람은

16세기 영국의 물리학자 윌리엄 길버트(William Gilbert, 1544년 ~ 1603년)다.

 

자석의 성질을 갖는 나침반 바늘은 N극과 S극으로 나눠진다.

 

일반적으로

빨간색인 N극이 가리키는 방향이 북쪽이고

파란색인 S극이 가리키는 방향이 남쪽이다.

 

나침반이 항상 남북을 가리키는 이유는

지구가 북극이 S극, 남극이 N극인 하나의 큰 자석과도 같기 때문이다.

따라서 나침반의 N극은 항상 지구의 S극인 북쪽을 가리키게 된다.

 

 

지구가 자석의 성질을 갖는 이유는 지구 자기장 때문이다.

지구 자기장은 지구 외핵에 전기를 통하는 물질이 지구 자전 등으로 인해

대류하면서 생기는 것으로 알려져 있다.

 

외핵은

철, 니켈, 코발트 등 전기를 잘 통하는 물질로 이루어져 있다.

지구 자기장은 계절 및 시간대에 따라 조금씩 변한다.

 

바닷길 열어준 나침반의 발명 | 과학문화포털 사이언스올 (scienceall.com)

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해양오염 주범 미세플라스틱이 문제?…코일형 자석 사용했더니 이렇게 분해됐다 (g-enews.com)

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초강력 자석이 들어가는 산업용기계 : 네이버 블로그 (naver.com)

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원자력硏, 고효율 방사성 세슘 흡착 '나노자석' 개발 - 머니투데이 (mt.co.kr)

원자력硏, 고효율 방사성 세슘 흡착 '나노자석' 개발 - 머니투데이

 

영구자석 각각의 특징 정리 : 네이버 블로그 (naver.com)

영구자석 각각의 특징 정리

 

자성 분리기술을 이용해 방사성 오염토양으로부터 세슘을 선택적으로 제거하는 모식도

 

한국원자력연구원은 23일 해체기술연구부 김일국 박사 연구팀이

방사성 오염토양에서 세슘과 강하게 결합된 지름 0.002mm 이하의 미세 흙입자를 분리하고,

흙입자에서 세슘을 효과적으로 떼어내는 기술을 개발했다고 밝혔다.

원자력 사고나 해체한 원자력시설에서는 방사성 오염토양이 생기는데,

아직까지 고농도의 대용량 방사성 오염토양을 경제적으로 처리할 수 있는 상용기술은 없다.

연구팀은 방사성 세슘이 오염토양 중 점토에 강하게 흡착되는 특징에 주목했다.

 

연구팀은 표면이 마이너스 전하를 띠는 점토의 일반적 특성에 따라

플러스 전하를 띤 자성나노입자를 만들어

정전기적 인력으로 토양 내 점토 입자와의 선택적 결합을 유도했다.

 

이 과정에서 자성을 부여받은 점토 입자를

외부 자석을 통해 추가적인 에너지 없이 쉽게 분리했다.

연구팀은

남은 토양을 페로시아나이드(세슘 제거용 입자)가 결합된 자성 흡착제로 세척해

최종적으로 97%의 방사성 세슘을 선택적으로 제거하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 기술은 자기력만을 이용해 분리하고,

분리에 이용하는 용액의 경우 재사용이 가능해 경제성이 우수한 것으로 평가받는다.

 

자석으로 세슘 '쏙'…원자력연, 방사성 오염토양 정화기술 개발 - 머니투데이 (mt.co.kr)

자석으로 세슘 '쏙'…원자력연, 방사성 오염토양 정화기술 개발 - 머니투데이

 

영구자석 - 각각의 특성에 따른 쓰임새 : 네이버 블로그 (naver.com)

영구자석 - 각각의 특성에 따른 쓰임새

 

강력자석 네오디움 및 사마륨코발트 특징 : 네이버 블로그 (naver.com)

강력자석 네오디움 및 사마륨코발트 특징

 

영구자석 - 종류 별 특성 소개 : 네이버 블로그 (naver.com)

영구자석 - 종류 별 특성 소개

 

나노 탄소 스프링을 이용한 미세플라스틱 분해 과정을 보여주는 전자주사현미경(SEM)사진. 왼쪽 위의 공처럼 생긴 미세플라스틱이 오른쪽 아래에선 분해된 모습이다. (사진=매터)

 

강과 바다의 미생물에 해를 끼치지 않고 미세플라스틱을 해결하는 방법이 제시됐다. 호주 애들레이드 대 연구팀은 나노 탄소 코일형 자석을 사용하는 독특한 방법을 내놓았다. (사진=매터)

 

해마다 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 해양으로 버려진다. 이 현미경 사진은 재활용되지 못한 미세플라스틱의 모습을 보여준다.(사진=샤오광 두안)

 

이 시각적 추상화는 호주 애들레이드 연구팀의 연구 결과를 보여준다. 새롭고 견고한 탄소 나노 스프링은 제어된 형태학을 가진 고체 열분해를 통해 합성됐다. 동시에 질소 불순물과 자기 나노입자를 캡슐화하는 방식으로 만들어졌다. 카보촉매는 물에 있는 미세플라스틱을 무해한 물질로 분해하기 위해 열수작용 조건하의 고반응성 활성기(基) 생성용 과산화1황산염을 효과적으로 촉진시킨다.왼쪽은 미세플라스틱의 모습이고 오른쪽 아래는 미세플라스틱이 분해된 모습이다. (사진=매터)

연구원들은

어떤 두 개의 미세 플라스틱도 화학적으로 전혀 같지 않기 때문에

자신들의 다음연구 단계는 나노스프링이 다른 구성, 모양, 기원을 갖는

미세 플라스틱에 작용하도록 하는 데 초점을 맞출 것이라고 말했다.

왕 교수는

또한 자신들은 미세 플라스틱 분해 과정의 중간생성물이나

부산물로 나오는 화합물의 비독성을 지속적으로 강력하게 확인할 계획이라고 말했다.

 

연구원들은 또한 그러한 중간생성물과 부산물이

환경 오염 플라스틱이 퍼져있는 미생물체들의 에너지원으로 이용될 수 있다고 말한다.

왕 교수는

“플라스틱 오염 물질이 녹조 성장을 위한 먹잇감으로 용도변경 될 수 있다면

이는 환경문제를 친환경적이고

비용 효율적으로 해결하는 생명공학의 승리일 것”이라고 덧붙였다.

 

해양오염 주범 미세플라스틱이 문제?…코일형 자석 사용했더니 이렇게 분해됐다 (g-enews.com)

해양오염 주범 미세플라스틱이 문제?…코일형 자석 사용했더니 이렇게 분해됐다

 

 

코일과 전자기유도 작용 : 네이버 블로그 (naver.com)

코일과 전자기유도 작용

 

마그넷(Magnet) 종류 알아보자! : 네이버 블로그 (naver.com)

마그넷(Magnet) 종류 알아보자!

 

 

전자기유도와 유도전류의 방향 : 네이버 블로그 (naver.com)

전자기유도와 유도전류의 방향

 

자석 (MAGNET) 종류와 설명 : 네이버 블로그 (naver.com)

자석 (MAGNET) 종류와 설명

 

https://youtu.be/_aOlMZyAE9g