안녕하세요
김도건 전문가입니다.
Q. 단풍은 어떤원리로 물이들고 또 단풍색은 왜 가지각색인가요??
나뭇잎에 단풍이 드는 이유는 겨울을 대비하기 위한 준비를 하기 위해서 입니다. 원래 봄, 여름에는 나뭇잎에 엽록소가 많아 녹색을 띠지만 가을이 되면 나뭇잎에서 엽록소가 분해되면서 남아 있는 붉은 색, 노란색 색소가 도드라지게 되는 것입니다.가을이 되면 기온이 떨어지고 공기가 건조해고, 이때 나뭇잎은 일차적으로 수분 부족을 겪게 됩니다. 나뭇잎은 태양 에너지를 이용해 공기 중에 있는 이산화탄소와 뿌리에서 빨아올린 물로 생물의 주 에너지원이 되는 탄수화물을 만들어야 하는데, 이것이 광합성 작용입니다. 그리고 식물은 광합성 작용을 할 때 사람들이 상상할 수 없을 만큼 많은 양의 물을 대기 속으로 뿜어내야 하고, 실제 과학자들의 실험에 따르면 옥수수는 낱알 1kg을 만들어내기 위해서 잎에서 600kg의 물을 증발시키는 것으로 알려졌습니다.하지만 가을이 돼서 기온이 내려가고 건조해지면 뿌리를 통해 더 이상 물을 빨아올릴 수 없게 되므로 옥수수와 마찬가지로 잎을 가진 나무들도 수분이 부족한 상황에서 살아남기 위해 하는 수 없이 광합성 활동을 멈추게 됩니다. 그런데 나뭇잎에는 녹색의 엽록소 외에도 빛을 흡수하는 색소로 70여 종의 카로티노이드가 있어, 이들 색소 가운데 흔히 볼 수 있는 게 붉은색 단풍을 만드는 카로틴이고 노란색을 띠는 크산토필 입니다.여름철에는 왕성하게 일을 하는 엽록소로 인해 이러한 색소는 사람들의 눈에 보이지 않지만 가을철 차고 건조한 날씨가 되면 잎에서 엽록소가 분해돼 사라지게 됩니다. 그러면 양이 작은 다른 색소들이 비로소 나타나게 되고 이들 색소의 많고 적음에 따라 나뭇잎은 노란색이나 붉은색으로 보이게 되는 것입니다.
Q. 수소차는 어떤 원리를 이용하는건지 궁금합니다
수소전기차는 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 발생한 전기를 동력원으로 사용합니다. 수소탱크에서 공급된 수소와 외부의 공기에서 공급된 산소는 수소전기차의 연료전지에서 만나 전기와 순수한 물을 생산합니다.수소반응: 2H₂ -> (4H+) + (4e-) 산소반응: O₂ + (4H+) + (4e-) -> 2H₂O
Q. 전기차 배터리는 겨울철에 빨리 닳는 이유?
전기차 주행거리가 겨울에 급격히 줄어드는 이유는 바로 리튬이온 배터리의 전해질이 액체이기 때문입니다. 전해질은 양극에 있는 리튬이온이 음극으로 이동할 수 있도록 하는 중요한 역할을 하는 매개체입니다. 한겨울에 기온이 떨어지면 액체인 전해질이 굳어집니다. 전해질에 녹은 리튬이온 또한 이동속도가 줄어들면서 배터리의 내부에는 저항이 증가해 배터리 성능이 평소보다 20~30 % 감소하게 됩니다.
Q. 날씨가 흐리면 왜 몸 컨디션이 별로일까요 ?
비가 오는날 컨디션이 안좋다고 느끼는 이유는 기압이 떨어져서 입니다. 저기압 상태에선 신체를 압박하던 공기가 줄어들기 때문에 오히려 몸이 느슨해져 쉽게 피로감을 느끼게 됩니다. 때문에 비가 내리는 날엔 평소 긴장되어 있던 근육들이 풀어지고 뼈와 관절을 지탱하는 힘이 약해져 골밀도와 근육량이 낮은 노인들은 삭신이 쑤시는 느낌을 받게 되는 것입니다. 더욱이 평소에도 혈액 순환과 신진 대사가 느린 저혈압을 가지고 있는 사람들의 경우 저기압 상태에서 컨디션이 더 크게 떨어지기도 합니다.
Q. 멀미약에는 어떤 과학 이야기가 있나요?
멀미약은 크게 부교감신경차단제와 항히스타민제로 나뉘는데 부교감신경 차단제(스코폴라민)는 아세틸콜린이라고 하는 신경전달 물질을 차단함으로써 각종 감각기관들이 보내는 신호를 뇌가 못느끼게 하는 원리입니다. 따라서, 멀미가 시작된 후에는 효과가 없고 대표적인 스코폴라민 함유 멀미약인 키미태 패취 같은경우 4시간 전에 미리 붙여야지 효과를 볼수 있습니다. 하지만, 이런 스코폴라민 제제는 안압상승, 배뇨 곤란, 어지러움 등의 부작용이 있기 때문에 녹내장, 전립선 비대증이 있는 분들에게 맞지 않고 패치제 사용후에는 손을 깨끗이 씻어야 합니다.