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1. 고분자화학 및 탄소재료에 대한 기본 개념을 설명해보세요.
고분자화학은 분자량이 수천에서 수백만에 이르는 중량의 고분자가 어떻게 형성되고 성질이 결정되는지를 연구하는 학문입니다. 고분자는 주로 탄소, 수소, 산소, 질소 등을 기본 원소로 하며, 폴리머 사슬은 반복 단위로 구성되어 연쇄구조를 형성합니다. 예를 들어, 폴리머 중 폴리프로필렌은 일상 생활에서 포장재, 자동차 부품 등에 널리 사용되며, 연질과 강도를 조절할 수 있어 산업 전반에 중요한 역할을 합니다. 탄소재료는 탄소 원자를 주성분으로 하여 높은 강도와 열전도성, 전기전도성을 갖추고 있으며, 그래파이트, 탄소섬유, 흑연, 탄소 나노튜브 등이 대표적입니다. 탄소재료는 특히 전자기기, 에너지 저장장치, 복합소재 등에 활용되며, 탄소섬유의 경우 강철보다 5배 높은 강도와 가벼운 무게를 자랑하여 항공우주와 스포츠 용품 시장에서 급증하는 수요를 보이고 있습니다. 통계에 따르면, 2020년 기준 탄소섬유 시장은 연평균 12% 성장하여 2025년까지 약 152억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 탄소 소재는 또한 고온 안정성과 내화학성을 갖추어 환경 친화적이고 지속 가능한 소재로 각…