안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 기온이 올라가면 개화가 빨라지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.개화는 온도를 비롯한 다양한 환경 요인의 영향을 받는 복잡한 생물학적 과정입니다. 온도가 상승하면 식물의 신진대사를 자극하고 에너지 및 성장 촉진 호르몬의 생산을 가속화할 수 있습니다.더 높은 온도는 또한 개화 과정을 조절하는 특정 유전자를 활성화하여 식물이 식물 상태에서 번식 상태로 더 빨리 전환되도록 합니다. 또한 더 따뜻한 온도는 식물이 꽃을 피우는 데 필요한 에너지를 제공할 수 있는 광합성 속도를 가속화할 수 있습니다.그러나 온도와 개화 사이의 관계는 식물 종과 특정 환경 조건에 따라 달라질 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 경우에 따라 지나치게 높은 온도는 실제로 개화를 지연시키거나 방해할 수 있으므로 해당 식물의 특정 요구 사항과 선호도를 이해하는 것이 중요합니다.
토목공학
Q. 매년 지금 시기가 되면 황사가 많이 오는 이유를 알고 싶어요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.세계 일부 지역, 특히 동아시아에서 매년 발생하는 황사 현상은 여러 가지 요인에 의해 발생합니다. 주요 원인 중 하나는 황사 주요 발원지인 중국과 몽골의 건조·반건조 지역에서 자연적으로 발생하는 모래폭풍이다.이러한 모래폭풍은 일반적으로 봄에 강한 바람이 이 지역을 가로질러 불어와 많은 양의 미세한 모래와 먼지 입자를 대기 중으로 들어올려 운반할 때 발생합니다. 먼지 입자는 우세한 바람에 의해 수천 킬로미터를 이동할 수 있으며 한국과 일본을 포함한 이웃 국가에 영향을 미칩니다.자연적인 원인 외에도 삼림 벌채, 토지 이용 변화, 대기 오염과 같은 인간 활동도 황사 현상에 기여할 수 있습니다. 이러한 활동은 대기 중 먼지 및 기타 공기 중 입자의 양을 증가시켜 문제를 악화시킬 수 있습니다.황사 현상이 건강에 미치는 영향은 상당할 수 있습니다. 먼지 입자가 호흡기 질환을 유발하고 기존 건강 상태를 악화시킬 수 있기 때문입니다. 황사 영향을 완화하기 위해서는 미세먼지가 최고조에 달할 때 마스크 착용과 야외 활동 최소화 등의 대책이 중요하다. 정부와 조직은 또한 문제에 기여하는 인간 활동을 줄이고 문제에 대한 대중의 인식을 높이기 위한 조치를 취할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 물고기 생선에서 비린내가 나는 원인은 어떤 과학적인 이유가 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.네, 생선 비린내에는 과학적인 이유가 있습니다. 생선 특유의 냄새는 주로 생선 살이 분해되는 동안 박테리아에 의해 생성되는 휘발성 유기 화합물인 트리메틸아민(TMA)의 존재 때문입니다. TMA는 종종 비린내로 묘사되는 강하고 자극적인 냄새가 납니다.적절하게 보관되고 조리된 신선한 생선은 일반적으로 비린내가 강하지 않습니다. 그러나 생선이 상하기 시작하면 TMA의 농도가 높아져 비린내가 강해집니다. 따라서 생선의 냄새는 생선의 신선도를 나타내는 지표가 될 수 있습니다.또한 일부 어종은 자연적으로 다른 어종보다 더 강한 비린내를 가지고 있습니다. 이것은 그들의 생물학과 식단의 차이 때문입니다. 예를 들어, 연어, 고등어, 참치와 같은 기름기 많은 생선에는 오메가-3 지방산이 더 많이 함유되어 있어 독특한 향을 낼 수 있습니다.전반적으로 생선의 비린내 냄새는 분해 과정에서 생성된 화합물의 결과이며 생선의 종류와 신선도에 따라 다릅니다.
화학
Q. 니켈과 코발트의 주기율표 순서가 맞지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.니켈(Ni)과 코발트(Co)는 주기율표에서 인접한 원소로 코발트 앞에 니켈이 나타납니다. 그러나 일부 주기율표에서는 전자 구성의 유사성으로 인해 니켈 앞에 코발트를 표시할 수 있습니다.그 이유는 니켈의 전자배열은 [Ar]3d8 4s2, 코발트의 전자배열은 [Ar]3d7 4s2로 쓸 수 있기 때문이다. Aufbau 원리에 따라 전자는 에너지가 증가하는 순서로 에너지 준위와 하위 준위를 채웁니다. 이 경우 4s 하위 준위는 3d 하위 준위보다 에너지가 낮으므로 전자는 3d 하위 준위를 채우기 전에 먼저 4s 하위 준위를 채웁니다. 그러나 크롬(Cr)과 구리(Cu)의 경우 3d 부준위가 4s 부준위보다 약간 낮은 에너지를 가지므로 4s 부준위에서 전자 하나를 빼서 3d 부준위에 더한다. -보다 안정적인 전자 구성을 달성하기 위해 레벨. 그 결과 크롬의 경우 [Ar]3d5 4s1, 구리의 경우 [Ar]3d10 4s1의 전자 구성이 생성됩니다.따라서 니켈과 구리 사이의 전자 구성의 유사성을 기반으로 일부 주기율표에서는 니켈 앞에 코발트를 배치할 수 있습니다. 그러나 관례는 원자 번호에 따라 코발트 앞에 니켈을 배치하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 하늘로 올라갈 수록 공기가 희박한 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.공기는 중력에 의해 지구 표면에 끌리는 분자로 구성됩니다. 지구 표면에 가까울수록 더 많은 공기 분자가 있어 더 큰 기압을 생성합니다. 고도가 높아질수록 위의 공기 분자가 적어지므로 기압이 낮아집니다.해수면에서 대기의 무게는 평방 인치당 약 14.7파운드(psi)의 압력을 가합니다. 그러나 대기권으로 올라가면 압력이 감소합니다. 고도가 1,000피트 높아질 때마다 기압은 약 1psi씩 감소합니다. 예를 들어 18,000피트의 고도에서 대기압은 해수면의 절반 정도에 불과합니다.고도가 높아질수록 기압이 낮아진다는 것은 숨 쉴 수 있는 산소가 적어진다는 의미이기도 합니다. 이것이 바로 높은 고도에서 산을 오르거나 비행기를 타는 사람들이 고산병이나 저산소증(산소 결핍)을 피하기 위해 보충 산소가 필요할 수 있는 이유입니다.또한 대기를 지구에 가깝게 유지하는 중력이 거리에 따라 약해지기 때문에 대기는 고도가 높아짐에 따라 더 얇아집니다. 외기권이라고 하는 대기의 가장 바깥쪽 층은 이 고도의 분자가 지구의 중력을 완전히 벗어날 수 있는 충분한 에너지를 가지고 있기 때문에 점차 우주로 사라집니다.
기계공학
Q. 미국 나사에서 우주개발을 위해 연구된 것중에 실생활에 사용되는 것들이 어떤게 있을까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.NASA의 연구 개발 노력은 우주 탐사뿐만 아니라 많은 분야에서 실용적인 응용 프로그램을 찾은 다양한 기술과 혁신으로 이어졌습니다. NASA 연구에서 파생된 기술 및 응용 프로그램의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.메모리폼: NASA는 1960년대에 항공기 쿠션의 안전성을 향상시키기 위해 메모리폼을 개발했습니다. 오늘날에는 침구, 가구 및 의료용으로 널리 사용됩니다.정수: NASA는 요오드 수지 비드를 사용하여 물 속의 박테리아와 바이러스를 죽이는 정수 시스템을 개발했습니다. 이 기술은 이제 휴대용 정수 필터에 사용됩니다.긁힘 방지 렌즈: NASA는 반사 방지 특성도 있는 우주 헬멧 바이저용 코팅을 개발했습니다. 오늘날에는 안경과 카메라 렌즈에 사용됩니다.의수: NASA는 센서와 소프트웨어를 사용하여 움직임을 감지하고 반응하는 국제 우주 정거장용 로봇 팔을 개발했습니다. 이 기술은 고급 인공 팔다리를 만드는 데 적용되었습니다.동결 건조: NASA는 식품에서 물을 제거하여 더 가볍고 우주에서 더 쉽게 운반할 수 있는 공정을 개발했습니다. 오늘날 이 과정은 야영 식사와 군용 배급을 포함한 다양한 음식을 만드는 데 사용됩니다.내화성 소재: NASA는 가볍고 단열성이 뛰어난 Aerogel이라는 소재를 개발했습니다. 오늘날, 내화성 의류 및 단열재에 사용됩니다.이것은 NASA의 연구가 우리 일상 생활의 실제 적용에 기여한 여러 가지 방법 중 몇 가지 예에 불과합니다.
전기·전자
Q. 상대성이론을 통해 핵폭탄을 어떻게 개발할 수 있는건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.알버트 아인슈타인이 제안한 상대성 이론은 핵폭탄 개발과 직접적인 관련이 없다. 그러나 이론의 특정 측면, 특히 E=mc² 방정식은 핵무기 개발에 중요한 역할을 했습니다.E=mc²는 질량을 에너지로 변환할 수 있고 그 반대도 가능하다는 것을 나타내는 질량과 에너지를 관련시키는 방정식입니다. 이 방정식은 적은 양의 질량이 많은 양의 에너지로 변환될 수 있음을 시사합니다. 이 개념은 소량의 질량을 대량의 에너지 방출로 변환하기 위해 핵분열의 연쇄 반응을 이용하는 최초의 핵폭탄 개발에 사용되었습니다.핵폭탄을 개발하는 과정에는 농축 우라늄이나 플루토늄과 같은 핵분열성 물질의 생성과 축적이 포함됩니다. 이 물질들은 제어된 조건에서 결합되어 핵분열의 연쇄 반응을 일으켜 막대한 양의 에너지를 방출합니다.그러나 핵무기의 개발과 사용은 논란이 많고 윤리적, 도덕적 문제를 제기합니다. 핵무기의 파괴력은 핵무기의 폐지와 군축노력의 촉구로 이어졌다. 핵비확산조약(Nuclear Non-Proliferation Treaty)과 같은 국제 조약은 핵무기의 확산을 제한하고 핵 에너지의 평화적 사용을 촉진하고자 합니다.
화학
Q. 초미세먼지와 미세먼지의 발생원인이 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.미세먼지와 초미세먼지는 직경이 각각 10마이크로미터와 2.5마이크로미터보다 작은 입자입니다. 그들은 천연 및 인간이 만든 다양한 출처에서 나올 수 있습니다.미세먼지와 초미세먼지의 자연 발생원에는 화산 폭발, 산불, 바람에 날리는 흙과 먼지가 있습니다. 그러나 미세먼지와 초미세먼지의 대부분은 인간이 만들어낸 것이며 교통, 산업 활동, 발전 등에서 발생합니다. 다른 출처로는 건설 활동, 농업 관행 및 화석 연료 연소가 있습니다.미세먼지 및 초미세먼지 저감을 위한 예방적 조치로는 교통 및 산업계 배출 저감, 에너지 효율 향상, 재생에너지 사용 촉진 등이 있습니다. 이는 화석 연료 사용을 줄이고 보다 깨끗한 에너지원을 촉진하기 위한 규제와 인센티브를 통해 달성할 수 있습니다.개인도 외출 시 공기청정기나 보호마스크를 착용하는 등 미세먼지와 초미세먼지에 대한 노출을 줄이기 위한 조치를 취할 수 있습니다. 또한 미세먼지와 초미세먼지가 많은 날과 같이 오염도가 높은 시간대에는 야외 활동을 피하는 것이 노출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.결국 미세먼지와 초미세먼지를 줄이기 위해서는 정부와 기업, 개인의 노력이 필요합니다. 배출량을 줄이고 더 깨끗한 에너지원을 홍보하기 위해 함께 노력함으로써 우리는 모두를 위해 더 건강하고 지속 가능한 환경을 만드는 데 도움을 줄 수 있습니다.
전기·전자
Q. 전고체 배터리의 경우 리튬이온의 전자가 양극에서 음극으로 가기가 어렵다고하는데 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.전고체 배터리에서 리튬 이온 전자가 양극에서 음극으로 이동하기 어려운 주된 이유는 이러한 배터리에 사용되는 고체 전해질이 기존에 사용되는 액체 전해질에 비해 이온 전도도가 낮기 때문입니다. 리튬 이온 배터리.기존의 리튬 이온 배터리에서 액체 전해질은 양극과 음극 사이에서 리튬 이온의 원활한 이동을 허용하여 전자의 흐름과 전기 생산을 허용합니다. 그러나 전고체 전지에서 고체 전해질은 이온 전도도가 낮기 때문에 리튬 이온의 이동이 쉽지 않습니다. 이로 인해 배터리 내부의 내부 저항이 높아져 효율이 감소하고 전력 출력이 낮아질 수 있습니다.이 문제를 해결하기 위해 연구자들은 새로운 재료를 통합하거나 새로운 제조 공정을 개발하는 등 고체 전해질의 이온 전도도를 높이는 방법을 모색하고 있습니다. 또한 리튬-황 또는 리튬-공기 배터리와 같은 대체 배터리 설계가 전고체 배터리가 직면한 문제에 대한 잠재적 솔루션으로 모색되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 엄청난양의 쓰레기가 바다 한가운데 모여 있을 수 있는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다."대태평양 쓰레기 지대"라고도 알려진 엄청난 양의 쓰레기는 여러 요인의 조합으로 인해 바다 한가운데 모일 수 있습니다.주된 이유 중 하나는 해류입니다. 태평양에는 북태평양 환류(North Pacific Gyre)라고 하는 크고 회전하는 해류 시스템이 있습니다. 이 환류는 떠다니는 파편과 쓰레기를 가두어 특정 지역에 쌓이게 합니다. 환류는 또한 쓰레기를 더 작은 조각으로 분해하여 해양 생물에 해로울 수 있습니다.또 다른 요인은 인간의 활동입니다. 플라스틱 폐기물을 포함한 쓰레기는 해안선에서 바다로 유입되거나 배에서 직접 버려질 수 있습니다. 빨대, 봉지, 병과 같은 일회용 플라스틱의 사용도 바다에 쓰레기가 쌓이는 원인이 됩니다.폭풍이나 쓰나미와 같은 기상 현상도 바다에 쓰레기가 쌓이는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 이러한 사건으로 인해 쓰레기가 바다로 쓸려나가 거대한 태평양 쓰레기 지대(Great Pacific Garbage Patch) 형성에 기여할 수 있습니다.전반적으로 바다에 쓰레기가 쌓이는 문제는 다각적인 접근이 필요한 복합적인 문제다. 솔루션에는 일회용 플라스틱 사용 줄이기, 올바른 쓰레기 처리, 기존 쓰레기 패치를 청소하는 기술 개발이 포함됩니다.