안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
화학
Q. 반도체의 미세공정이 더 커질수록 누설전류가 많아지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.반도체 공정이 너무 작은 영역이다 보니깐 우리가 흔히 알고 있는 물리학적인 역학보다는 양자 역학적인 움직임을 보이게 됩니다.이렇게 반도체 공정이 미세화되다 보면 전자가 이동하는 회로선에서 양자 터널링 현상이 생겨나게 됩니다해당 현상이 어떤 현상이냐 하면 전자가 전선 즉 회로를 따라서 이동을 해야 하는데 전자가 회로에서 벗어나서 이동을 하는현상이 일어나게 됩니다.이를 '누설 전류'라고 합니다.이게 공정이 더 미세화될수록 더욱 심해지게 됩니다이게 반도체 미세 공정의 최대의 난제라고 할 수 있읍니다.그래서 반도체를 미세하게 만들기 힘든 것입니다
전기·전자
Q. 스마트폰 방수 방진 기능에 대해 궁금해요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.나노방수코팅을 활용하는 방법이 있습니다. 이 방법은 스마트폰을 진공상태로 만들어주는 기기 속에 넣어 진공상태에서 방수코팅제를 골고루 뿌리는 방법인데, 스마트폰 모든 곳에 방수코팅을 해서 물이 기기로 들어오는 것을 막습니다. 요즘 제품은 최고 방수등급인 8인 경우 30분 동안 1미터 이상의 수심에서 견딜 수 있어야 한다는 조건이 있습니다
기계공학
Q. 누리호는 완전한 국산 발사체인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.나로호는 1단 엔진을 러시아에서 제작했지만, 누리호는 1, 2, 3단 엔진 그리고 발사대까지 순수 우리 기술로 만들었습니다.누리호 기술에는 국내 300개 이상의 기업이 힘을 모았다고 알려졌습니다. 우주 기술 국산화를 위해 다양한 노력이 이뤄졌다고 할 수 있습니다. 로켓의 심장 부분인 75톤급 엔진과 7톤급 엔진을 독자기술로 개발했습니다위성을 본궤도에 진입시키는 고체 모터인 ‘킥모터’를 국내 최초로 개발에 성공했으며, 페어링 분리장치 등 누리호 핵심 부품을 개발하고 공급했습니다.
물리
Q. 지진이 나면 위층으로 올라갈수록 더 흔들리나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.같은 지진의 충격을 받는다고 가정했을 때 고층 건물이 저층 건물보다 훨씬 더 많이 흔들립니다.흔들렸다가 원상태로 돌아오는 시간을 건물의 주기(週期)라고 하는데 저층은 주기가 짧아 짧은 시간에 여러 번 흔들리면서 구조에 영향을 받지만 고층건물은 주기가 길어 많이 흔들리는 것 같지만, 천천히 흔들려 실제 지진의 영향은 덜 받는다는 얘기입니다.고층건물의 특성 때문에 저층보다 고층에 있는 사람이 지진 공포를 더 느끼게 마련이지만 제대로 내진 설계만 이뤄졌다면 실제로는 고층건물이 저층보다 지진에 훨씬 잘 견딥니다.
생물·생명
Q. 사람 생명이 유한한 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.각각의 종마다 알맞게 진화한 결과가 현재의 수명이라고 보시면 됩니다.죽음이란 왜 존재하는가를 거꾸로 생각해보면 생물종에게 있어서 죽음은 꼭 필요한 장치입니다.너무 오래 살 경우 생길수 있는 문제를 생각해볼까요?어떤 동물이든 어릴땐 잘 배우고, 젊음이 넘치며, 집단에 도움이 되는 빛나는 시기가 있습니다만,어느정도 시기가 지나면 그 개체의 성향과 습관이 확정이 되어 잘 바뀌지 않습니다.그리고 변화를 거부하게 됩니다. 어떠한 종이 지속적으로 변화를 거부하는 상태가 오랫토록 지속된다면결국 생존경쟁에서 뒤로 뒤쳐지게 되고, 생물학적 수명과 노화와 관계없이 사망하게 됩니다. 경쟁종이 없다면 결국 자기들끼리 먹이가 모자라 집단 멸종으로 사라질거고요.그래서, 적당한 시기에 죽고, 다음세대에게 자리를 물려주는 시기가 가장 적절한 개체들이 많은 집단이 더 유리하게 살아남았고, 그 결과가 유전적으로 각 종에게 새겨져 오늘날 남아 있습니다.
화학
Q. 봄철 유독 미세먼지가 심한이유가 무엇일까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.한반도는 지형 특성상2월에서 5월까지 편서풍의 영향을 많이 받습니다.따라서 중국에서 불어오는 미세먼지의 영향을 많이 받을 수 밖에 없습니다.
기계공학
Q. 피스톨소음기의 과학적원리가 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.총소리가 요란한 이유는 발사하는 순간 총구에서 고압가스가분출되기 때문인데요.소음기는 총구에서 뿜어져 나오는 이 가스의 양을 줄여 총성을 작게 만드는 역할을 하게 됩니다.소음기 내부의 통 속에는 몇 개의 칸막이가 있는데,이 칸막이가 사격을 할 때 고압가스를 이 작은 칸막이에서 분산하여총신 속에 머무르게 하는 구조로 되어있습니다.
전기·전자
Q. 시냅스가 구체적으로 무엇인가요??
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.뉴런이라는 신경세포의 부분 중 자극을 세포 밖으로 전도시키는 돌기인 축삭의 끝부분과 신경전달물질이 오가는 다음 뉴런 사이의 틈을 시냅스라고 합니다.시냅스는 축삭돌기에서 다른 세포로 신호를 전달하는 역할을 하는 통로입니다.대표적인 사례가 도파민이다. 도파민은 아드레날린이나 노르에피네프린의 전구체로 의욕, 행복, 기억, 인지, 운동조절 등 뇌의 다양한 기능과 연관이 있읍니다.도파민은 운동신경을 활성화하거나 비활성화하는 데 작용하여 근육이 안정적으로 움직일 수 있도록 조절합니다
전기·전자
Q. 가역반응이라는 것이 과학적으로 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.가역 반응은 system 과 surrounding 에 아무 흔적도 남기지 않고, 반응이 일어나기 전의 상태로 돌아갈수 있는 반응이에요.우리가 일상생활에서 보는 모든 반응은 비가역 반응 입니다. 가역 반응은 머리속에서 존재하는 반응 이죠.그런데, 이러한 가역 반응을 다루는 이유는 가역 반응이라는 조건이 우리가 열역학적인 모델을 만들고 분석하는데 있어서, 식을 단순하게 만들며, 분석을 용이하게 하기 때문일 뿐이랍니다. 높은 산에 오르면 고산병 증세가 나타나다가 오래 머물면 증세가 없어지는 이유 가 가역 반응으로 설명되죠.Hb(aq) + O2(g) → HbO2(aq) 높아지면 산소가 부족해서 평형이 왼쪽으로 이동합니다. HbO2가 분해되어 산소가 부족하여 고산병 증세가 나타나는 거에요.충분한 시간이 지나면 인체 내 헤모글로빈(Hb) 농도가 증가하고, 평형은 오른쪽으로 이동하죠. HbO2의 농도가 증가하면서 산소공급이 원활해요.
지구과학·천문우주
Q. 엘리뇨와 라니냐는 각각 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.페루 인근 동태평양 연안의 Nino 3.4 지역의 5개월 연속 3개월 평균 해수 온도가 0.5도 높으면 엘리뇨, 낮으면 0.5도 이상 낮으면 라리냐라고 부릅니다.무역풍이 약해지면 표층수의 이동이 느려지면서 동태평양의 수온이 올라가서 엘리뇨 발생합니다.엘리뇨 발생시 북미 남미 지역은 강수량이 많아지는 반면 인도와 동남아시아는 가뭄을 겪게 됩니다.반대로 무역풍이 강해지면 심층수가 많이 올라오면서 동태평양의 수온이 내려가서 라니뇨 발생 합니다.라리뇨 발생시 북미 남미 지녁은 가뭄, 동남아시아는 강수량이 많아집니다.