안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
생물·생명
Q. 잠자리가 하늘을 어떻게 날수있는건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.잠자리가 고대에서부터 현재까지 번성할 수 있었던 이유에는 뛰어난 비행 실력이 지목되고 있읍니다.잠자리는 각 날개를 개별적으로 움직일 수 있어 빠르게 날거나 공중에 가만히 있을 수 있습니다. 이는 날개를 움직이는 근육이 별도로 존재하고 있기 때문이죠. 각각 6개씩 근육이 붙어있으며 초당 40번씩 날갯짓을 할 수 있습니다. 잠자리의 날개는 매우 얇으면서도 강도를 유지하며, 나노스파이크 돌기가 있어 세균에 대한 부식에 저항성이 있는데요. 또한 잠자리의 날개는 각도를 잘 조절한다면 후진 비행을 할 수도 있읍니다.
기계공학
Q. 항공기의 역추진 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.엔진 역추진(engine reverse, thrust reversal)은 엔진의 일부를 변형시켜 추력을 통상의 반대 방향으로 작용하게 하는 것입니다.터보팬 엔진의 경우 연소실을 통과하지 않고 바이패스되는 공기를 막은 다음 덮개를 열어서 공기를 앞으로 분사시킵니다. 이 과정에서 약 80%의 공기가 다시 앞으로 나갑니다. 그만큼 팬이 크고 바이패스비가 크기 때문입니다. 이것을 하여 착륙 시 제동거리를 줄일 수 있읍니다. 비행기가 착륙을 할 때 보면 엔진의 반이 열리거나 작은 덮개가 열리는 것을 볼 수 있는데, 이것이 엔진 리버스를 하기 위해 열리는 것입니다.
생물·생명
Q. 왜 장독대가 과학적이라는건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.장독대가 숨쉬는 그릇이라는 평가를 받는 것은 옹기 벽 속에서 800도 이상에서만 나타나는 루사이트(leucite) 현상이 일어나기 때문입니다.국립중앙과학관 학술총서6권 ‘옹기’편에 의하면 옹기를 굽는 과정에 고령토(Al2O3 SiO2 2H2O)가 루사이트(K2O Al2O3 4SiO2)로 변하는데 루사이트 현상에 의해 높은 온도로 가열됨에 따라 옹기 벽 내에 함유되어 있던 결정수가 빠져나가면서 미세기공이 생깁니다.이 미세기공은 공기는 통과시키지만 물은 통과시키지 않을 정도로 작아 스펀지와 같은 역할을 합니다.비를 맞아도 빗물이 옹기 벽을 통해 안으로 들어가지 못하게 하면서 공기는 옹기 안과 밖으로 서로 통하게 하여 안에 저장된 음식물을 잘 익게 하고 또 부패하지 않게 합니다.다시 말해 옹기 밖 공기와 옹기 안 공기가 순환작용을 하는 것입니다. 현대과학에서 물의 침투는 막고 공기는 통하게 하는 것은 방수의 원리에 의한 것이라고 볼 수 있읍니다.옹기는 간장이나 된장 같은 것들의 이상적인 보관 기구로 그 뛰어난 여러 가지 기능은 과학으로 잘 설명되고 있읍니다.
화학
Q. 사람에게 방사능이 노출이 되면 우리몸에 어떠한 변화가 일어나나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.일반적으로 방사선에 직접 노출되었을 경우, 가장 민감하게 반응하고 가장 치명적인 영향을 받는 곳은 혈액과 관련된 조혈계 이상으로 알려져 있읍니다.이는 앞서 이야기한 방사선에 의한 민감도에 의한 것으로 알려져 있읍니다. 방사선량이 50rad 만 넘어도 혈액 속 림프구가 감소하기 시작하는데, 문제는 조혈계의 이상은 그 당시뿐 아니라 일단 피폭되고 난 뒤에도 지속되어 피폭 30일 후에 최저치에 달하게 된다는 것입니다.일반적으로 150rad 이하의 방사선에 노출된 경우에는 30일 후에 골수가 스스로 재생되어 회복될 가능성이 크지만, 그보다 높은 양에 노출된 경우에는 적극적인 치료가 필요하고, 800rad 이상에 노출된 경우에는 극심한 림프구 및 백혈구, 혈소판 부족으로 피폭 한 달 후에 대부분은 사망에 이르게 됩니다.노출된 방사선량이 500rad가 넘어가면 조혈계뿐 아니라 위장관계도 손상됩니다. 위장관의 점막이 파괴되며 궤양, 괴사, 복막염 등이 일어나는 것입니다.2,000rad 이상의 방사선이라면 단기간에 노출되더라도 신경혈관계에 이상이 생겨 저혈압성 쇼크, 무산소성 경련, 중증의 신경계 변화를 일으켜 혼수상태 및 사망에 이르게 됩니다.
화학
Q. 방사능이 인체에 어떻게 영향을 끼치는 건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.방사선이란 방사성 핵종 원소의 붕괴에 따라 방출되는 입자선 또는 복사선으로, 넓은 의미로는 원자핵이 관여하는 각종 반응에 의해 생기는 입자선이나 전자기파를 뜻합니다. 인체에 피폭되면 물리적, 화학적 반응에 의해 DNA가 손상되어 암, 불임, 기형아 출산 등을 일으킬 수 있으며, 손상 정도에 따라 건강에 미치는 영향이 다를 수 있습니다. 통상적으로 방사선에 피폭된 양이 많으면 많을수록 그 영향 정도가 심하게 나타납니다. 방사능 오염의 경우 인간의 오감으로는 파악할 수 없고, 인체에 미치는 영향은 단기적인 장해 뿐 아니라 만성적인 장해, 심하게는 사망까지 이를 수 있으므로 극 미량의 오염이라도 정확한 측정을 통해 사전에 차단하는 것이 방사능 오염으로 인한 피해를 막는 가장 최적의 방법입니다. 방사선 피폭 선량이 100mSv이상일 경우 신체에 심각한 암을 유발할 수 있습니다.
화학
Q. 자외선에 자주 노출이 되면 우리피부에 어떤영향을 끼치게되나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.30분 이상 뜨거운 여름의 태양광선에 노출되면 피부에는 홍반이 나타납니다.태양광에 노출된 피부는 혈관이 확장하고, 혈류가 증가하며, 혈관의 투과성이 항진하여 피부가 빨갛게 되는데, 이것은 주로 UV-B에 의한 반응입니다.홍반의 정도는 노출된 자외선에 따라 다르며 보다 강한 자외선에 쬐면 홍반 외 통증, 부종, 물집이 생기기도 합니다.일광화상 반응은 일광 속의 UV-B에 의해 발생하며, 4~8시간의 잠복기 후 홍반이 나타나고 심하면 부종과 수포, 동통을 보입니다.또한 두통, 오한, 발열, 오심과 심하면 쇼크 현상이 나타날 수 있읍니다.멜라닌은 피부색을 결정하는 주된 물질로서 인종, 개인에 따라 차이가 있읍니다. 자외선에 의한 색소침착은 자외선이 닿는 즉시 색소침착이 되는 것과 살갗이 서서히 타면서 나타나는 지연 색소침착으로 나뉩니다.
지구과학·천문우주
Q. 비행기로 우주를 못가는 과학적 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.비행기는 양력으로 날아가는 것이기 때문에 공기가 없는 우주에서는 양력이 생기지가 않습니다.그리고 로켓은 수소연료와 액체산소를 모두 가지고 있습니다. 즉 산소와 연료가 모두 있으니 수소를 연소시키면서 추진력을 얻을 수가 있습니다.그러나 비행기의 제트엔진은 지구 대기에 있는 공기를 터빈으로 빨아드려서 연료를 연소하는방식입니다.우주에는 산소가 없으므로 엔진에 점화를 할 수가 없고 따라서 추진력을 만들지 못합니다.
지구과학·천문우주
Q. 봄에 가을보다 자외선 농도가 더 강한 이유는?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.자외선이 유입되는 이유는 오존층 때문 입니다.오존층이 파괴되면 그 구멍으로 자외선이 들어옵니다. 자외선은 노화,피부병을 유발하며 인체에 해롭습니다.여름은 햇빛이 쌔고 에어콘 사용도 많아 오존층 파괴가 심하고 자외선이 가장 높습니다.우리 생활속에서 발생한 오존층 파괴 물질들은 하늘로 올라가 오존층에 도착 후, 화학반응을 일으켜 오존층을 파괴시킵니다.이때, 온도가 중요합니다. 겨울은 너무 추워 이 물질들이 활동을 잘 못합니다.그래서 겨울은 오존층 파괴가 덜하지만봄이 되서 날씨가 따뜻해지면, 오존층에 쌓여있던 파괴 물질들이 활동을 시작하면서 오존층을 파괴시킵니다. 그래서 온도가 비슷한 가을보다 더 자외선이 강하게되는겁니다.
생물·생명
Q. 인공적으로 만들어진 호수 혹은 저수지에?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.여러가지 가능성이 있읍니다. 무에서 유가 나오지 않으니까요누군가 옮겨 놓았을 가능성있읍니다.낚시를 위해 또는 기르던 물고기를 애초에 없던 곳에 풀어놓는 사람들이 있읍니다. 전통적으로 가장 그럴듯한 설명은 새가 옮긴다는 것입니다.물새가 부리나 다리, 깃털 등에 물고기 알을 붙인 뒤 먼 호수로 날아가 떨어뜨린다는 가설입니다.마지막으로 물고기가 비와 함께 떨어진다’는 설도 있읍니다.아무튼 원인이 있겠읍나다.
지구과학·천문우주
Q. 엘리뇨와 라니냐 발생원리가 멀까요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.엘니뇨는 적도 무역풍의 약화가 중요한 발생원인으로 꼽히고 있으며 동부 적도 태평양의 해면수온이 높은 상태는 무역풍을 더욱 악화시키는 작용을 하여 같은 상태가 안정적으로 지속되는 것으로 알려져 있읍니다.라니냐 발생원인은 성장기 동안에는 동태평양을 가로지르는 무역풍의 증가로 인해 보통 때보다 동태평양의 난수층 두께가 얇아지고 서태평양에서 두꺼워지게 됩니다.그러므로, 동태평양에서는 수온 및 해수면이 평년보다 낮아지게 되며 수온이 내려간 해수면에서는 용승현상이 더욱 더 활발해짐에 따라 5개월 이상 해수면 온다가 0.5℃이상 낮게 지속적으로 유지되는 것입니다.라니냐 현상은 이와 같이 적도 무역풍의 증가로 인하여 생성되는 것으로 알려져 있읍니다.엘니뇨 피해 상항으로는 중국과 일본의 남부, 멕시코 북부와 미국 남부, 남아메리카 대륙에서는 큰 홍수가 일어났읍니다.라니냐 피해 상항으로는 동태평양의 차가운 바닷물이 더욱 차가워져 서쪽으로 흘러가고, 그로 인해 인도네시아, 필리핀 등의 동남아시아에는 심한 장마가, 페루 등 남아메리카에는 가뭄이, 북아메리카에는 강추위가 찾아옵니다.