안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
화학공학
Q. 그래핀은 어떻게 만들어지는 것인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.물리적 박리법은 여러 층으로 구성된 흑연 결정에서 기계적인 힘으로 한 층을 벗겨내어 그래핀을 만드는 방법입니다.연필심에서 종이로 흑연의 얇은 막이 밀리면서 글씨가 부드럽게 써지듯이, 물리적 힘을 이용해 흑연 결정으로부터 한겹씩 그래핀을 생성시키는 방법입니다.상대적으로 낮은 에너지가 필요하고, 넓은 면적으로 만드는 것이 불가능하며, 결함의 비율이 높고 대량생산이 불가능하다는 단점이 있읍니다.안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프 교수는 흑연을 스카치테이프에 놓고 스카치테이프의 양끝을 붙이고 떼어내는 것을 반복하는 방법으로 그래핀을 최초로 분리하였는데 이것이 물리적 박리법입니다.
생물·생명
Q. 개구리는 어떻게 멀리 뛰어다닐수있는지가 궁금합니다
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.개구리가 멀리 뛰기 위해서는 최대한 움츠린 다음 땅을 세게 박차야만이 더 멀리 뛸 수 가 있습니다.이는 작용과 반작용의 원리가 적용되는 것으로 땅을 세게찰수록 반작용으로 땅이 개구리를 멀리 밀어주는 것입니다. 또한, 용수철을 압축하는 경우 조금 압축하면 저장된 탄성에너지는 작고, 많이 압축할수록 저장된 탄성에너지는 커지게 됩니다. 따라서 개구리가 멀리 뛰려면(많은 일을 하려면=큰 운동에너지를 내려면) 많은 탄성에너지를 저장하기 위해 많이 움츠려야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 쇄빙선이 어떻게 얼음을 깰 수 있는 건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.쇄빙선의 원리는 쉽게 말해서 배의 출력을 이용해서 얼음과 부딪혀 얼음을 깨거나 뱃머리를 들어올려 배의 무게로 얼음을 부수는 원리입니다.그러기 위해서 튼튼한 선체와 강력한 모터를 가지고 있습니다.
토목공학
Q. 크로마키가 초록색인 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.크로마키에서 녹색을 많이 사용하는 이유는 컴퓨터 그래픽 및 비디오 편집에서 가장 일반적으로 사용되는 색상 중 하나이기 때문입니다. 녹색은 인간의 피부색이나 머리카락 색상과 거의 겹치지 않기 때문에 배경에서 녹색을 사용하면 더욱 쉽게 분리할 수 있습니다. 또한 녹색은 빨간색과 파란색과 비교하여 화면에서 더욱 선명하게 표현될 수 있기 때문에 더욱 선호됩니다.크로마키는 색조의 차이를 이용하여 어떤 피사체만을 뽑아내어 다른 화면에 끼워 넣는 방법으로, 배경이나 인물을 촬영한 뒤 어느 하나를 분리하여 다른 카메라에 옮겨 구성합니다
생물·생명
Q. 조류(새)는 시력이 안좋은 편에 속하는
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.일반적인 경우, 포유류에 비해서 조류의 시력이 훨씬 좋답니다.조류의 특성상, 당연히 멀리 떨어진 곳의 피식물을 찾아내어 먹이를 섭생해야 하는 관계로, 시력이 더 좋은 개체가 생존에 유리하기 때문에 진화의 정상적 과정에서 당연히 조류의 시력은 뛰어날 수 밖에 없었던 것인지도 모르겠어요조류는 대부분 인간과 마찬가지의 가시광선 영역을 모두 인식하는, 다시 말해 모든 색을 구분해 낼 줄 아는 원추세포가 잘 발달되어 있답니다.조류 중에서도 특히, 최고위 포식자에 해당하는 맹금류의 경우에는 시력이 인간에 비해 4배에서 12배까지 높습니다.방음벽에 부딪치는 이유는 새들은 맹금류를 제외하고 천적을 피하기 위해 눈이 얼굴 정면이 아닌 측면에 있어 시야가 좁습니다.유리 인공 구조물을 식별하기 어려운 이유 중 하나입니다.
전기·전자
Q. 볼펜 똥은 왜 생기는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.잉크가 종이에 적히지 않고 볼에 붙어 있다 모여서 나오는게 가장 큰 이유입니다.볼이 마모되면서 생기는 현상이므로 100% 막을 방법은 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 자기장이 어떻게 형성되고 유지되는 걸까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지구 자기장 발생 이유는 지구 외핵이 유체라는 사실이 알려지고, 지구 내부에는 철과 같은 금속원소가 있음 등이 알려지면서, 바로 이 외핵의 움직임에 따라 자기장이 유지된다는 것을 설명하는 것이 다이나모 이론입니다. 다이나모 이론은 바로 이 유체의 움직임이 일어나면서 회전 운동에 따라 자기장이 형성된다고 설명합니다. 외핵은 코발트나 철, 니켈과 같은 금속원소가 포함되어 있고, 이들은 성분상 및 온도상에 따른 움직임을 갖기 쉽습니다. 이런 조건에서 외부 자기장이 나타나게 되면 이에 의해 발생한 유도전류는 자기장을 유도하게 됩니다.지구 자기장은 지구로 들어오는 유해한 방사선과 입자 등의 우주로부터 지구와 지구에 살고 있는 생명체를 보호하는 역할을 합니다. 지구를 위협하는 우주 방사선 중에서도 가장 큰 영향을 줄 수 있는 것은 바로 태양에서 오는 것인데요. 만약 지구 자기장이 없다면 지구에 살고 있는 생명체는 마치 원자폭탄이 터져 방사능에 피폭되는 것과 같은 피해를 입기 때문에 도저히 살아갈 수 없을 것이다.지구를 둘러싼 거대한 방어막인 지구 자기장이 있어 지구는 우주로부터 오는 유해한 방사선에서 보호될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 거울이 형상을 반사하는건 어떤 과학적 특성인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.표면이 매끈하고 반사율이 높으며, 빛을 투과시키지 않는 물질이 거울이 될 수 있습니다. 빛의 반사란 진행하던 빛이 벽으로 입사한 공이 튕겨 나오듯 매질의 경계면에서 튕겨 나오는 현상이다. 빛의 반사는 반사의 법칙 을 따릅나다.즉, 경계면을 향해 입사한 광선과 경계면에서 반사된 광선은 경계선에 수직으로 세운 가상의 법선을 기준으로 항상 대칭입니다. 그러므로 입사광선과 법선이 이루는 입사각과 반사광선과 법선이 이루는 반사각은 항상 같읍니다.
지구과학·천문우주
Q. 색마다 햇빛반사율이 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.어떤 물질이 특정한 색깔을 띠는 것은 그 물질이 백색광, 즉 햇빛의 빛깔 중 특정한 파장의 빛은 흡수하고 일부는 반사하기 때문입니다. 예를 들어 사과가 붉은 이유는 붉은 빛깔은 반사하고 나머지는 흡수해 버리기 때문입니다. 따라서 물질 그 자체가 고유한 빛깔 을 가지고 있다는 것은 약간 이상한 말일 수 있습니다. 하지만 특정한 빛을 흡수하고, 반사하는 성질이 있다는 것을 염두에 둘 때는 물체 자체의 고유한 색깔이라고 해도 또한 이상할 것 이 없습니다. 따라서 그러한 철학적인 물음은 염두에 두지 않고 확실하게 이 야기할 수 있는 것은 물질에 따른 빛의 흡수정도가 다르기 때문 에 특정한 색깔을 가진다는 점입니다.
지구과학·천문우주
Q. 수성은 태양을 향해 동주기 자전을 하나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.태양계에서 가장 안쪽 궤도를 돌고 있는 수성(Mercury)은 공전 주기가 88일이고 자전 주기가 58일로서 3: 2의 비율을 보여 주는데 이렇게 2: 3 공명이 일어나서 동주기 자전을 하고 있지 않습니다. 즉ㅍ수성이 이심률이 큰 공전 궤도를 가지고 잇기 때문입니다.