안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 생물학적인 관점에서 봣을떄 인류가 계속 진화를 한다면
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.영화 매트릭스에서 총알을 피하는 것은 이제 영화속 이야기가 아닌 현실이 될 수도 있게 된답니다.이론적으론 말이죠. 엄청나지 않나요? 한편, '안토니 아탈라' 는 인간의 생존에 필요한 수십가지의 장기를 만드는 중이랍니다. 터미네이터에 나오는 기계인간처럼요? 아니요, 그는 유전자 코드를 이용합니다.아무리 뛰어난 기계라고 해도 진짜보다는 못하기 때문이죠. 궁극적인 목표는 이것입니다. 바이러스로 유전자 조작을 통해 불치병을 공격하게 하고, 유전병을 없애며,후성 유전학을 통해 다음 세대에게까지 물려주는것이죠.이러한 변화들이 쌓이고 쌓인다면 결국엔 미래에 큰 변화가 되는 것입니다. 전에 포스팅한 지구의 미래 모습(클릭하면 들어가집니다)을 보셨다면 왜 그토록 인류가 진화를 갈망했는지 아실 수 있을겁니다.먼 미래에 지구가 사라진다면 곧 우리의 무대가 사라지는 것이 되고 인류도 함께 사라질 것입니다.그러나 인류가 발전을 거듭해 이 행성에도 저 행성에도 거주할 수 있다면 어떻게 될까요?결국 이러한 행동들은 인류의 멸종을 피하기 위한 방법인 것입니다.이것이 바로 우리의 후손을 위해서라면 진화를 위해 노력하는것이 윤리적일 수 있는 이유랍니다.어쩌면 우리가 책으로만 보던 먼 행성들이 미래 인류의 무대가 될 지도 모르죠.
화학공학
Q. 물건끼리 붙일때 사용하는 순간 접착제는 어떤 화학적 원리를 가지고 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.접착제 역사는 3300년 전 이집트로 거슬러 올라간다. 두 물체 사이에 송진이나 식물의 액체 성분을 넣어두면 재료가 붙는다는 것을 발견한 것이 시초다.이후 개발된 접착제는 크게 세 가지 종류로 발전해 왔다.먼저 녹말풀 등과 같이 고분자를 용액으로 사용하는 것, 두 번째는 시아노아크릴레이트, 비스아크릴레이트 등과 같이 처음에는 저분자의 액상이던 것이 붙은 다음 중합반응으로 고분자가 되는 것, 마지막으로 에틸렌비닐아세테이트나 폴리아미드와 같이 고분자의 고체를 가열해 용융시켜 붙이는 것이다.종류는 다르지만 이들 접착제의 원리는 거의 동일하다.아무리 표면이 매끄러운 물체라도 현미경으로 들여다보면 그 표면은 매우 울퉁불퉁하다. 접착제는 이 틈 사이로 스며들어가 굳어 서로를 붙게 만드는 것이다.주변에서 쉽게 볼 수 있는 액상 접착제는 보관 용기 안에 있을 때에는 별다른 접착력을 보이지는 않다가 밖으로 나오면 착 달라붙는다.왜 그럴까? 이유는 접착제에 안정제가 함께 들어 있기 때문이다. 안정제가 접착제를 낱개 분자형태로 존재하게 만들어 접착을 막는다.하지만 접착물질이 공기나 물속에 노출되면 안정제가 제 기능을 발휘하지 못하게 된다.이때 낱개 분자들이 수백~수천 개로 결합하는 중합반응을 일으키면서 결합한다. 이 결합이 강할수록 접착력이 강해진다.이와는 다른 형태의 접착제도 있다. 바이오칩이나 바이오센서를 제작하려면 DNA 같은 생분자를 표면에 고정시켜야 한다.따라서 바이오칩이나 바이오센서를 만들 때 쓰는 접착제는 일반 접착제와 달리 ‘포스트잇’처럼 붙였다 떼었다하는 기능이 있어야 한다.이런 기능을 가진 접착제 중에서 가장 강력한 접착제는 ‘아비딘-비오틴 접착제’다. 아비딘은 단백질로 계란 흰자에 함유돼 있는 성분이며, 비오틴은 비타민H 또는 B7이다.이 두 분자의 복합체는 자연물질의 복합체 중 가장 결합력이 강한 것으로 알려져 있다. 접착제의 강도를 말할 때 ‘결합상수’로 비교하는데 아비딘-비오틴 접착제의 결합상수는 1013~1015나 된다.이 의미는 분자수가 결합상수에 해당하는 1013~1015개 만큼을 넘어서야 비로소 결합하지 않는 분자가 1-2개 생긴다는 뜻이다.
화학
Q. 현재 인류가 만들어 낼수있는 빠르기의 속도는 최대 얼마인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.극초음속미사일극초음속에 대한 정의는 국방과학기술용어 대사전 에 따르면 음속의 5배(마하5) 또는 그 이상의 속도를 말하 는 속도의 영역이다. 이런 극초음속의 속도를 내는 미사일을 극초음속 미사일이라고 한다.D극초음속 미사일의 종류 극초음속으로 나는 극초음속 미사일의 경우 글라이 드 비행체 형식과 하이코어 형태의 미사일 2가지가 있다.
물리
Q. 이세상에 무한히 보존되는 물질이 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.꿀은 몇백, 몇천년이 지나도 썩지 않는다는 사실 아시나요?이것은 꿀의 삼투현상과 함께 부패 방지 성분이 들어있기 때문이에요.부패를 시킬 수 있는 균이 살 수 없는 환경을 만들어줘 썩지 않게 만듭니다.이러한 방부효과로 실제로 과거에는 미라를 보존하는 방법이나 생물학적 표본이 부패되는 걸 막기 위해 꿀을 사용했다고 해요.그래서 꿀을 천연방부제라고 부르기도 합니다.이러한 항균 성분으로 피부와 두피에 있는 트러블을 케어해 줄 수 있습니다.모낭충과 유해균에 의해 생기는 트러블은 꿀이 가지고 있는 자연의 항균효과로 트러블균과 모낭충이 살기 힘든 환경을 만들어요.
기계공학
Q. 초극 극초음속 미사일은 어떤식으로 제어가 되는 것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.극초음속(hypersonic)인 마하 5(1.7 km/s) 이상의 속력으로 비행하는 미사일을 뜻한다. 일반적인 초음속 전투기의 최고 비행속력이 마하 2~3 이내이므로, 그보다 2배가 넘는 속력으로 비행하는 셈이다. 마하 5의 속력이면 서울에서 평양까지 날아가는 데 1분 남짓 정도밖에 걸리지 않는다.대부분 '극초음속 미사일'은 극초음속 활공 미사일을 말하는데, 이에 관해서 여러 용어의 혼란이 있다. 많은 탄도 미사일이 비행 시 극초음속을 내기 때문이다.실질적인 의미의 극초음속 미사일로 한정한다면, 세계에서 극초음속 미사일 발사에 성공한 국가는 현재 미국, 러시아, 중국, 북한 정도이다.2. 극초음속 미사일의 유형[편집]'극초음속의 속도를 내는 미사일'이라고 정의한다면 많은 탄도 미사일이 극초음속 미사일에 포섭되는 혼동이 발생한다. 미국 CSIS에서 제시한 비교 표와 벤 다이어그램을 참고하자.[1]1. 극초음속(hypersonic): 최고속도가 음속의 5배 이상인 극초음속이어야 한다.2. 기동성(maneuverablity): 비행 중 궤도를 비교적 자유롭게 변경하며 기동할 수 있어야 한다. 일정한 궤도를 그리는 탄도미사일과 달리 탄착지점을 예측할 수 없으며 상대방의 미사일 방어 시스템에 적극적으로 대응하여 탐지·추적·요격을 힘들게 하여 미사일 방어 시스템을 무력화 시킬 수 있다.3. 지속적 대기권 비행(sustained atmospheric flight): 포물선을 그리며 대기권 밖을 통과해 재돌입하는 탄도 비행((ballistic flight)'이 아닌, 비탄도 비행으로 지구 대기권 내의 낮은 고도로 비행을 한다는 의미다. 지구 곡률 때문에 레이더 장비는 필연적으로 탐지거리에 한계가 생기고[2] 지표부근은 클러터가 심해 탐지가 어려우므로[3], 낮은 고도로 비행할수록 상대방이 탐지할 수 있는 거리가 짧아진다. 그러므로 상대국의 미사일 방어 시스템이 대응할 시간을 거의 주지 않는다.
전기·전자
Q. 반도체용 유리기판이 무슨 뜻인지?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.유리 기판은 플라스틱 기판(FCBGA 등)의 유기 소재(에폭시, 유리, 구리 등) 대신 유리를 채용한 기판인데요. 유기 소재보다 더 딱딱해서 세밀한 회로 형성이 가능하고, 열과 휘어짐에 강해서 대 면적화에 유리함과 동시에 더 얇게 채용하는 게 가능해요. 다시 말해 유리 기판을 활용하면 더 얇 은 기판을 더 넓게 만들 수 있다는 거예요. 또 전 기신호 손실과 신호 속도 측면에서도 강점이 있 고, 전력 소비도 우수해요.유리 기판을 채용할 경우 실질적으로 반도체 미 세공정을 두 세대 이상 앞당기는 효과가 있다고 알려져 있어요.
전기·전자
Q. 초극 극초음속의 빠르기는 어느정도의 빠르기인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.초음속에서도 속도가 매우 높아진 마하 5 이상의 속도를 극초음속이라 하며 그 이하의 속도와 구별하고 있다. 이 마하 5라는 것은 엄밀한 것이 아니고 5 정도에서부터 그 이상으로 대략적인 것이다.
지구과학·천문우주
Q. 밤하늘의 별은 실제로 지구와 어느정도의 거리에 있는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구에서 달까지 거리는 약 38만 킬로미터라고 합니다. 그리고 지구와 화성은 근일점은 54,600,000 km (54.6백만 km) 이지만, 실제로는 56,000,000 km (56 백만 km)로 기록이 되었습니다. 원일점은 401백만 km (401,000,000 km) 이고, 평균 거리는 225,000,000 km 입니다. 다른 별들은 이보다 더 멀다고 보시면 됩니다.
전기·전자
Q. 필기구의 대표는 볼펜이라고 생각
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.알려지지 않았지만 현재의 볼펜과 비슷한 물건을 처음 만든 사람은 미국의 존 라우드(John J. Loud, 1844-1916)이다. 가죽 가공업자였던 라우드는 가죽에 만년필로 글씨가 잘 써지지 않아 여러 시도 끝에 강철 재질의 볼과 볼을 감싸는 소켓을 고안해 내어 1888년 특허를 땄다. 이에 따라 가죽 위에도 글을 적을 수 있었지만 글씨를 쓸 때 잉크가 새는 흠이 있어서 상용화에는 실패했다.이후 1938년 헝가리의 신문 기자 비로 라슬로(Bíró László,1899-1985)[13][14]는 만년필의 잉크가 새고, 뭉치고, 번지는 현상을 해결해 보려 빨리 마르는 윤전기 잉크를 넣어 써 봤다. 그러나 잉크가 너무 뻑뻑해 만년필에서 잉크가 잘 나오지 않았다. 어느 날 거리에서 진흙이 묻힌 굴러가는 공을 보며 아이디어를 내서 닙을 대신할 금속 볼 베어링이 달려서 종이와의 마찰로 볼이 굴러가며 잉크가 흘러나오는 펜을 고안해 낸다. 이후 비로는 헝가리의 반유대인법을 피해 도피한 후 1943년 아르헨티나에서 볼펜에 대한 특허를 취득했다.[15] 그 뒤 영국의 사업가 마틴이 특허권을 사서 제2차 세계 대전 때 볼펜 생산을 시작했고 1946년부터 본격적인 판매에 들어갔다.그러나 이때는 볼펜에 유성 잉크 사용의 가능성이 발견되지 않았다. 기존의 펜과 만년필은 수성 잉크의 모세관 현상을 이용한 것이라 유성 잉크를 쓸 수 없었던 것이다. 그때 물에 번지지 않는 필기구를 연구하던 프란츠 제이크가 볼펜은 모세관을 쓰지 않고 볼이 굴러가며 잉크를 묻히는 방식이라 유성 잉크를 쓸 수 있다는 점을 이용, 제2차 세계 대전 직후 유성 볼펜 개발에 성공했다. 그는 자신의 볼펜 판촉을 위해 물 속에 들어가 볼펜으로 나무판에 글을 쓰는 방식으로 광고를 했다.
전기·전자
Q. 최초의 전화는 누가 만들었나요? 알려주세요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.그레이엄 벨은 1876년에 가장 먼저 전화기 특허를 얻어 냈어요. 하지만 실제로 전화기를 처음 발명한 사람이 누구인지에 대해서는 의견이 많아요.이탈리아 태생의 미국 과학자 안토니오 무치(Antonio Meucci, 1808~1889)는 1871년에 전화기를 발명하고 임시 특허를 냈어요.하지만 돈이 없어서 정식으로 특허를 내지 못하는 사이, 벨이 1876년에 특허를 얻게 되었어요.또 미국의 발명가 엘리샤 그레이(Elisha Gray, 1835~1901)는 벨과 같은 날 전화기 특허를 신청했지만, 벨이 조금 더 빨리 특허를 얻어 내 아쉽게 특허권을 놓쳤다고 해요.누가 최초로 전화기를 발명했는가에 대한 논란은 아직도 남아 있어요.그러나 실제로 누가 더 빨리 발명했든 벨이 전화기에 대한 특허를 가장 먼저 얻어 냈기 때문에 최초의 전화 발명가로 기억되고 있답니다.