안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
화학
Q. 손톱과 뼈는 성분이 다른가요??
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다. 손톱은 케라틴이라는 섬유단백질로 되어 있다고 합니다. 케라틴은 탄소 51.9퍼센트, 산소 22.39퍼센트, 질소 16.09퍼센트, 황 2.8퍼센트, 수소 0.82퍼센트로 구성되어 있습니다.뼈는 교원섬유를 포함하는 유기질 성분이 전체의 35%를 차지하고 칼슘 등의 무기질 성분은 45%, 수분 20%로 구성하고 있습니다.
화학
Q. 식물의 광합성은 어떻게 이루어지나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.빛에너지는 엽록체의 그라나에서 명반응을 통하여 ATP와 NADPH2의 형태로 저장한다. 이 때 물의 광분해를 통해 산소가 발생하며, 광인산화 과정을 통해 고에너지 전자가 전자 전달계를 거치면서 ATP가 합성되고 NADPH2를 이용하여 CO2를 고정시켜 포도당을 합성한다.
지구과학·천문우주
Q. 지구에서 가장 검은물질은 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.영국 Surrey NanoSystem사에서 개발한 Vantablack입니다.이벤타불랙은 빛의 99.56%를 흡수한다고 합니다.
화학
Q. 뜨거운 물을 얼리면 더 빨리 어나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.음펨바효과라고 뜨거운 물이 더 빨리 어는 현상을 발견했습니다. 이것은 물의 온도가 올라가면 물분자의 수소결합의 간격이 넓어져서 물분자 내부의 수소와 산소원자간에 수소결합 길이가 길어져 분자간에 간격이 늘어나 에너지 방출을 빨리하기 때문에 뜨거운 물이 더 빨리 어는 것입니다.
전기·전자
Q. 기차, 비행기, 자동차 등과 다르게 배에서는 속도를 노트라고 표현한 이유가 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.1시간에 1852미터를 가는 것을 1노트라고 합니다. 16세기경에 항해용 단위로 쓰이기 시작했습니다. 당시에 배끝에 삼각형의 널조각을 끈에 매달아 흘려 보내면서 그 끈에 약 8.5미터 마다 매듭을 짓고28초 동안 풀려나간 끈의 매듭을 세어 배의 속력을 재었던 데서 유래했다고 합니다. 그래서 노트라는 것은 관습에 의해서 계속 쓰였다고 합니다.
화학
Q. 탄소를 포집한다는 장비는 어떤 원리로 이루워졌는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.아민계 포집 공정아민계 포집 공정은 습식 흡수 기술의 대표적인 공정으로 석유화학 공정 중 개질 공정에서 적용된 바 있는 기술적 신뢰성이 확보된 기술이다. 그러나 다양한 오염물이 포함된 연소 배출가스에 적용하기 위해서는 흡수제 성능 및 공정 개선이 필요한 분리 기술이다. 습식 흡수 기술은 흡수제의 특성에 따라 화학 및 물리 흡수 공정으로 구분되는데, 전자는 이산화탄소와 흡수제 간의 화학적 결합에 의하여 분리되는 공정이고, 후자는 이산화탄소의 분압과 관련된 물리적 결합에 의한 것이다.암모니아수를 이용한 이산화탄소 포집 공정암모니아수를 이용한 이산화탄소 포집 공정은 탄산암모늄이 이산화탄소와 물과 반응하여 중탄산암모늄이 되는 반응이 주반응으로 반응열이 적으며, 아민계 공정에 비하여 수분 증발열(heat ofstripping)이 없다. 암모니아수 가격이 다른 흡수액에 비해 저렴하며, 배기가스에 포함된 SOx, NOx에 영향을 거의 받지 않는다는 장점을 가지고 있다. 그러나 암모니아의 증기압이 높아서 배출가스와 함께 배출되는 암모니아 유출 문제 해결과 발전소 탈황 설비(FGD) 후단에서 나오는 배기가스를 냉각해야 하는 단점을 가지고 있다.탄산칼륨을 이용한 포집 공정탄산칼륨을 이용한 포집 공정은 등온 흡수탑과 탄산칼륨 수용액을 이용하는 것으로 벤슨(Benson)에 의해 처음 개발되었다. 이 공정은 MEA 화학 흡수 공정에 비해 두 탑을 등온에서 운전하므로 빠른 순환 속도를 가질 수 있고 흡수제가 열화되는 현상이 낮기 때문에 효율적인 이산화탄소 흡수 공정으로 평가되고 있다. 이러한 1세대 공정들은 공통적으로 고농도 이산화탄소와 황화수소를 처리할 수 있으나 발전소 등의 대량 배출원에 바로 적용하기에는 처리 가스의 압력 조건이 높다는 단점이 있다.유동층 건식 흡수 공정유동층 건식 흡수 공정은 습식 흡수제 대신 고체 입자가 이산화탄소를 흡수하고, 조건 변화에 따라 다시 이산화탄소를 배출하여 원래의 고체 화합물로 재생되는 시스템이다. 폐수가 발생되지 않고 부식 문제가 적으며, 재생 공정에서의 높은 에너지 소모의 문제점을 극복할 수 있을 것으로 기대되고 있으며, 상업적 기술로 정립되지 않은 상태이지만, 포집 비용을 줄일 수 있는 혁신 기술로 인식되고 있다. 국내에서도 건식 흡수제를 이용한 포집 공정 연구를 수행하고 있다.막 분리 기술막 분리 기술은 배기가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 투과시키는 분리막을 이용하여 이산화탄소를 선별적으로 분리하는 기술이다. 효율적인 포집 시스템 구축을 위해 가장 중요한 기술인 분리막 소재의 투과성, 분리막 유효층의 박막화를 통한 단위 모듈의 처리 용량 증대, 막분리 시스템의 최적화를 위해 각국에서 경쟁적인 기술 개발이 이루어지고 있다. 막분리 시스템은 아직 상업화되지는 못했지만, 전 세계적으로 다수의 연구 개발이 진행 중에 있다.
생물·생명
Q. 부레옥잠은 어떻게 물에 떠있을수있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.부레옥잠이 물에 뜨는 이유는요, 부레옥잠을 잘라보면 공기주머니가 있습니다.그 주머니는 구멍이 송송송 뚤려 있읍니다.그 것때문에 물에 뜹니다.
토목공학
Q. 고속도로나 일반 국도를 달리다보면..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.방음벽은 회절 효과로 인해 소음을 줄이는 것입니다.방음벽은 고층 아파트의 저층 구역은 방음 효과가 뛰어나지만, 고층으로 갈수록 소음의 회절로 인해 방음 효과가 떨어진다. 이런 방음벽의 대안으로 등장한 방음터널은 방음벽이 막지 못하는 회절 소음을 차단하고, 고층으로 바로 전달되는 직진음도 막아준다.통상 아파트에서 방음벽 간 거리 12m, 방음벽 높이 7.5m를 기준으로 평탄한 도로 구간에 설치된 방음벽은 7층까지는 효과가 있으나, 그보다 높은 층에서는 방음 효과가 없다. 이 때문에 방음터널은 7층 이상의 고층 아파트가 밀집한 주택지역이나 도심에 주로 설치된다.
토목공학
Q. 40년 가까이 된 어머니집 옥상에서 물이 새는데..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.누수 탐지를 위해 여러 장비가 사용됩니다. 가장 먼저 진행하는 공압 테스트는 배관에 공기압을 넣어 물 새는 곳이 있는지 눈으로 확인할 수 있게 만든 장비입니다. 청음 탐지기는 배관에서 공기가 새는 소리를 듣는 원리로, 주파수 영역을 다르게 하면서 바닥의 상태와 종류에 맞게 누수 탐지하는 방법입니다. 열화상 카메라는 물로 인한 온도 차이를 확인하는 장비로, 누수지점을 찾는 것보다 물길이나 결로, 습도가 높은 곳을 확인하는 데에 유용합니다. 가스 누수탐지기는 가벼운 수소 + 질소 가스나 헬륨가스를 사용해 누수지점을 예측하는 데에 사용됩니다. 마지막 내시경 카메라는 눈에 직접 보이지 않는 욕조 밑이나 하수구 누수 확인에 용이합니다.
화학
Q. 현재 맞벌이를 하다보니 세탁기를 한번씩 돌리는데..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.우리가 입고 있는 옷은 대개 화학섬유로 만든 옷이어서 마찰로 인한 정전기 발생이 심한데, 이를 방지하기 위해 섬유린스로 헹구거나 정전기 방지용 스프레이를 뿌리는 경우가 많지요.섬유 유연제는 바로 음이온을 띠고 있는 섬유에 양이온 계면활성제(섬유 유연제)를 흡착시켜 정기적으로 중화시키는 원리입니다. 즉, 양이온 계면활성제가 의류에 흡착되어 섬유를 부드럽게 만들어 마찰을 최소화시켜 정전기를 줄여주는 동시에 섬유에 얇은 피막을 형성, 발생된 정전기를 재빨리 공기 중으로 나가게 함으로써 정전기의 발생을 없애주는 것입니다.수건, 기능성 스포츠웨어, 등산복, 수영복. 부드러운 극세사 제품에는 사용하지 않는 것이 좋습니다.