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주사전자 현미경을 이용한 이미지 관찰 실험(전복껍데기와 손톱의 미세구조)

1. 과제의 배경

`그림 ` 주사 전자 현미경(EDS장착)

SEM(Scanning Electron Microscope)은 주사전자 현미경으로 재료의 미세조직과 형상을 관찬하는데 매우 유용하게 사용되는 분석기중 하나이다. 기존의 광학현미경은 분해능(Resolution)이 0.2 ㎛가 한계였다. 즉, 두 점 사이가 0.2 ㎛보다 클 경우에만 구별이 가능하다는 뜻이다. 이는 우리 일상에서는 매우 작은 크기이지만 재료의 미세구조를 관찰하기에는 충분하지 못한 성능이기 때문에 보다 작은 구조를 보기 위해서 전자현미경이 사용된다. 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.
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.

2. 실험 목적
이번 실험의 목적은 SEM을 통해 특정 소재의 미세구조를 파악하는데 있다. 우리 조는 이번기회에 전복껍데기와 손톱의 단면을 알아보고자 하였다.
자연에서 존재하는 많은 생물들은 생존을 위해 고유의 기능을 지닌다. 과거에는 그 기능의 원리를 파악하는 것이 불가능 하였지만, 미세구조를 파악하는 기능이 발달됨에 따라 그들의 기능에는 미세구조가 큰 영향을 끼침을 알 수 있었다. 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. 이런 기능들은 우리들에게도 매우 유용하기 때문에 생물체들의 미세구조를 모방함으로써 자연에서 주어지는 특정 기능을 우리 인간이 사용하고자 하는 생태모방학[biomimetics]이 주목받고 있다. 이런 상황에서 우리는 전복 껍데기와 손톱이 구성성분에 의해 강한 강도를 가지고 있음에 주목하고 원리를 직접 알아보기 위해 SEM을 통해 구조를 파악하고자 한다.

3. 관련 이론 및 배경지식

다음은 우리가 관찰하고자 하는 전복껍데기와 손톱이다.

`그림 `…(생략)
 

        
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