안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.
생물·생명
Q. 물고기는 어떻게 .물에서 뜨면서 잘 돌아다닐수 있나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.물고기가 물 속에서 자유롭게 떠다닐 수 있는 이유는 아르키메데스 원리와 부력 때문입니다. 아르키메데스 원리에 따르면, 물체가 액체에 잠기면 부피만큼의 물의 무게에 해당하는 부력을 받게 됩니다. 물고기의 경우 밀도가 물보다 약간 높지만, 물고기 몸체 내부에 공기주머니가 있어 전체 밀도가 물과 비슷해집니다. 결과적으로 물고기는 자신의 부피만큼의 부력을 받아 중력과 부력이 평형을 이루게 되어 물 속에서 가라앉지도, 뜨지도 않고 자유자재로 유영할 수 있게 되는 것입니다.
생물·생명
Q. 돈 벌레는 더러운곳에 사는 생물인가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.돈벌레라고 흔히 불리우는 그리마는 숲이나 수풀, 오래된 나무덩굴과 돌무더기 같은 은신처, 먹이가 되는 곤충과 소형 설치류, 물웅덩이나 습지 등의 그리마가 선호하는 습한 환경에서 주로 나타납니다. 따라서 사무실 환경이 이와 같은 조건을 갖고 있는 것은 아닌지 확인해볼 필요가 있겠습니다.
지구과학·천문우주
Q. 명왕성은 왜 행성이 아니라고 하는지 궁금해요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.정확히는 명왕성이 더 이상 '태양계' 행성이 아니게 된 것인데 이는 국제천문연맹(IAU)이 2006년에 새로운 행성 정의를 내렸기 때문입니다.새 정의에 따르면 행성은 1) 태양 주위를 공전해야 하고, 2) 충분한 질량을 가져 자체 중력에 의해 구형이 되어야 하며, 3) 궤도 주변을 깨끗이 비웠을 것 등의 조건을 충족해야 합니다. 명왕성은 1,2번 조건은 만족하지만 3번 조건을 만족하지 못했습니다. 명왕성 궤도 주변에는 수 많은 천체들이 남아있어 궤도를 완전히 비우지 못한 것입니다.결국 명왕성은 왜행성으로서 새로운 천체 분류에 포함되게 되었고 태양계에는 지구를 포함한 8개 행성만 남게된 것입니다.
화학
Q. 물은 얼음, 수증기 등으로 바뀌는데 온도만 바뀌면 되나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.물을 얼리거나 기체로 변화시키기 위해서는 일반적으로 온도 변화가 필요하지만 다른 조건으로도 이러한 상변화를 유도할 수 있습니다.첫 번째로 높은 압력을 가하면 물을 얼릴 수 있습니다. 높은 압력을 가하면 물 분자 사이의 간격이 좁혀지면서 고체 상태로 변하게 되는 원리입니다. 반대로 압력을 낮추면 물을 기체 상태인 수증기로 만들 수 있습니다.또한 강력한 정전기장을 가하면 물 분자의 배열이 변하면서 액체에서 고체로 전이할 수도 있습니다. 이처럼 온도 외에도 압력, 전기장 등의 외부 조건 변화를 통해 물의 상태를 변화시킬 수 있습니다.하지만 실제로 물을 상온 조건에서 압력을 가해 얼리려면 약 2,100기압 이상의 높은 압력을 가해야하는데 이는 약 20,000m 수심의 해수 압력에 해당하는 엄청난 높은 압력이기때문에 특수 실험환경을 구축하는게 아닌 이상 현실적으론 거의 볼 수가 없습니다.
화학공학
Q. 유리 닦을 때 유리 세정제 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.유리 세정제의 주요 원리이자 주요 성분은 계면활성제와 암모니아수의 작용이라 할 수 있습니다. 계면활성제는 유리 표면에 묻은 기름기 및 먼지를 제거하고, 암모니아수는 유리에 달라붙은 찌든 때를 제거하는 역할을 합니다. 또한 일부 세정제에는 산성 물질이 포함되어 있어 물때를 제거하는 데 도움을 줍니다. 계면활성제와 암모니아수, 산성 물질이 복합적으로 작용하여 유리 표면의 각종 오염 물질을 제거하고 깨끗한 상태를 유지할 수 있게 해주는 것이죠.
화학
Q. 그래핀이 무엇이고, 활용분야에 대한 설명 부탁드립니다.
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.최대한 단순하게 설명드리자면 그래핀은 탄소 원자 한 겹으로 이루어진 두께 1nm 미만의 차원 나노소재인데 높은 전기전도성, 기계적 강도, 투명성, 열전도성 등 탁월한 물리적 특성을 지녀 꿈의 신소재로 불립니다. 활용 분야로는 차세대 디스플레이, 투명전극, 리튬이온전지, 센서, 복합재료 등 전자, 에너지, 환경 분야에 광범위하게 적용 가능할 것으로 기대되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 사탕을 먹고 난뒤 입안에 단맛이 지속적으로 있는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.사탕을 먹고 나서 단맛이 입안에 오래 남아있을 수 있는 이유는 주로 두 가지 때문인데요먼저 혀의 미뢰 세포에 잔여 설탕 분자가 남아있기 때문입니다. 사탕의 설탕 분자들이 미뢰 세포의 단맛 수용체에 계속 붙어있으면 단맛 신호가 지속적으로 전달됩니다.두 번째로 타액과 혼합된 잔여 설탕이 입안에 남아있기 때문입니다. 타액에 녹아있는 설탕이 입안을 계속 순환하면서 미뢰 세포를 자극하여 단맛을 지속시킵니다.이렇게 잔여 설탕 분자와 타액 내 설탕이 일정 시간 동안 미뢰 세포를 계속 자극함으로써, 사탕을 먹고 난 후에도 단맛이 입안에 오래 남게 되는 것입니다.
화학
Q. 대체당을 섭취한 사람의 대변에서 단 맛이 날까요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.대체당이 배변으로 배출된다면 대변에서 단맛이 날 수 있습니다. 말씀하신 것처럼 대체당은 인체에서 소화되지 않고 그대로 장을 통과하기 때문입니다. 예를 들어 자일리톨, 에리스리톨 등의 당알코올 유형 대체당은 소화효소에 의해 분해되지 않아 섭취한 그대로 배설됩니다. 따라서 이런 대체당이 장에서 흡수되지 않고 그대로 배출된다면, 당 자체가 지닌 단맛이 대변에 그대로 전해져 단맛이 날 수 밖에 없습니다. 다만 대체당의 종류와 섭취량, 개인차 등에 따라 그 정도는 다를 수 있겠지만, 원리적으로는 대변에서 단맛이 날 수 있다고 볼 수 있습니다.
생물·생명
Q. 닭이 머리가 잘려도 살수 있는 이유는 뭔가요??
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.닭이 목을 잘렸는데도 일정 시간 동안 살아있을 수 있는 이유는 닭의 순환계와 호흡계 구조 때문입니다. 닭의 머리가 잘려나가더라도 큰 동맥과 기관지가 완전히 끊어지지 않아 일시적으로 혈액과 산소 공급이 유지될 수 있기 때문이죠. 닭의 두개골 안에는 뇌만 있을 뿐 호흡과 심장 박동을 조절하는 중추가 없어서 몸통만으로도 생명 현상을 이어갈 수 있습니다. 하지만 시간이 지날수록 점차 산소 부족과 혈액 손실로 인해 결국 사망하게 되는데 이처럼 닭은 일시적으로나마 심각한 피해 후에도 살아남을 수 있는 독특한 생리적 구조를 지니고 있습니다.
생물·생명
Q. 성인이 되면 겨드랑이에 털이 나는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.겨드랑이와 같은 체모가 태어날 때는 자라지 않고 성인이 되어가며 자라나는 이유는 체내 성호르몬 분비 수준과 관련이 있습니다. 출생 초기에는 성호르몬 수치가 낮아 이런 부위의 털 성장이 억제되지만, 사춘기가 되면서 에스트로겐, 테스토스테론 등 성호르몬 분비가 증가하면 이 호르몬들이 특정 체모 성장을 자극하게 됩니다. 결과적으로 겨드랑이 주변뿐 아니라 다른 부위의 체모 성장도 촉진되는 이차 성징이 나타나게 되는 것입니다.