안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 밤에는 어두컴컴한데 사물을 볼수있는 눈의 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.우리 눈은 너무 밝은 빛을 받으면 볼 수 없습니다. 일정량의 빛을 봐야 볼 수있습니다. 밝은데 있으면 동공이 작아져서 최대한 작은 양의 빛을 받아 들이며 봅니다. 갑자기 어두운데 가면 빛이 양이 급격히 작아셔서 볼 수 없는데 이때 동공이 커져서 빛을 최대한 많은 양을 받아들여서 볼수 있게 되는 것입니다.
화학
Q. 바이오디젤과 일반 경유를 섞어 사용해도 되나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.바이오연료를 도입해 현재 3.5%인 경유 속 바이오연료 혼합비율을 2030년까지 8%로 높이기로 했다. 국내에 상용화되지 않은 바이오선박유와 바이오항공유도 2025년과 2026년부터 도입하는 방안을 추진하기로 했다.산업통상자원부는 13일 관련 업계와 바이오연료 활성화를 위한 간담회를 열고 이런 내용을 포함한 ‘친환경 바이오연료 확대 방안’을 발표했다. 바이오연료는 화석에너지가 아닌 생물자원으로 기존 내연기관·인프라의 구조 변경 없이 사용할 수 있게 만든 친환경 연료를 말한다. 경유를 대체하는 바이오디젤, 휘발유를 대체하는 바이오에탄올, 천연가스 대신 사용할 수 있는 바이오가스 등이 대표적이다.2011년부터는 바이오디젤 의무혼합제도를 시행해 2006년 0.5%로 출발한 경유 속 바이오디젤 혼합비가 현재 3.5%까지 올라온 상태다. 기존 정부 계획은 경유 속 바이오디젤 혼합비를 2030년 최대 5%까지 높이는 것을 목표로 했었다.
전기·전자
Q. 자기부상열차의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.바로 자석의 자기력인데요.자석의 같은 힘끼리 밀러내고(척력), 다른 극끼리는 잡아당기죠.(인력)이런 힘은 자선 주위의 보이지 않는 자기력 때문입니다.쇳가루 뿌리고 자석을 갖다 대면 볼 수 있지요.이처럼 자식의 힘이 미치는 영역을 자기장이라고 하는데요.이런 자기장은 전기가 흐르는 곳에서도 볼 수 있는데요.이점을 이용해서 자기장 흐름을 자석을 돌려서 변화시켜서 전기를 만들기도 합니다.그래서 도체에 전선을 감고 전류를 흘리면 전류의 세기에 따라 자기장이 발생합니다. 강한 전류가 흐르면 그만큼 강한 자석이 되는 것이죠.자기부상열차는 이런 자식의 힘으로 열차를 들어 올리는 것입니다.이때 부상시키는 방식으로 인력을 이용한 흡인식, 척력을 이용한 반발식이 있는데요.강한 전류가 흐르면 그만큼 강한 자석이 되는 것이죠.자기부상열차는 이런 자식의 힘으로 열차를 들어 올리는 것입니다.이때 부상시키는 방식으로 인력을 이용한 흡인식, 척력을 이용한 반발식이 있는데요.인력을 이용한 흡인식 자기부상열차는 선로 아래쪽을 감싼 형태로 되어 있는데요.이때 선로 밑쪽에 전자석이 위치하고 있는데, 전기를 흘리면 전자석과 위에 있는 레일이 붙으려고 하겠죠.이런 전기의 전압을 조절해서 열차와 레일 사이의 간격을 일정하게 유지하면 뜬 상태가 되는 것이죠.
화학공학
Q. 미세 플라스틱으로 인해 실제로 피해를 입은 사례가 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.미세플라스틱의 오염 사례로는대표적으로 생선들이 미세하게 쪼개진플라스틱을 먹이로 오인하여 섭취하고먹이사슬의 결과로 인간들이 섭취하고지속적으로 미세플라스틱이 신체에 쌓이고있는 부분입니다
생물·생명
Q. 인간의 뇌는 참으로 신기하고 대단한 신체 부위같은데요..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.뇌는 시냅스라는 물질로 되어 있습니다. 뇌는 거의 80%가 수분으로 이루어져 있고 활동 중인 장기 치고는 꽤 수분을 많이 포함하고 있습니다. 지질이 약 11% 단백질 8% 비타민과 미네랄은 3%로 구성되어 있고 약간의 탄수화물이 있다고 합니다.
화학
Q. 낙타는 몸에 물을 어떻게 저장을 할수있는건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.사막에서 물은 항상 부족하여 낙타 또한 물을 아끼고 저장하는 노하우는 있지만 적어도 혹에 물을 넣고 다니지는 않습니다.낙타의 혹은 지방 저장소와 같은 역할을 합니다. 이는 사막의 건기때 물과 음식이 부족한 시기를 극복하고자 낙타가 스스로 진화한 생존의 수단이기도 합니다.음식이 풍부할때 낙타는 최대한 많은 칼로리를 섭취하여 남은 칼로리와 지방을 혹을 쌓는데 사용합니다. 이후 최대로 쌓여진 낙타 혹은 음식이 부족한 시기 4~5달 정도는 음식 섭취를 하지 않더라도 낙타가 생존할 수 있는 영양분을 공급하게 됩니다.이후 저장된 영양소를 모두 소모한 낙타의 혹은 바람 빠진 풍선처럼 쭈굴쭈굴해지고, 낙타는 다시 음식을 먹으면서 등뒤에 곳간을 채우기 시작하지요.
화학
Q. 탄산을 만들어내는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.탄산을 고압으로 물에 주입하여 녹이는 방식입니다.고압을 가하게 되면 그 만큼 물에 더 많은 탄산이 물에 녹아 많은 함량이 포함한 탄산수가 되죠기압이 낮아지면 급하게 물에 녹아 있던 탄산이 다시 마치 끓는 것처럼 기화하여 공기중으로 나오죠
생물·생명
Q. 강철보다 강하고 거미줄보다 얇은 나일론은 어떻게 개발된 것인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.석탄, 물, 공기에서 만들어진 나일론은 최초의 상업적으로 성공한 합성 고분자 물질이었으며, 최초의 합성 섬유(synthetic fiber)였다. 나일론은 1935년 듀퐁(DuPont) 사의(DuPont) 캐로더스 Carothers가 이끄는 연구팀에 의해서 처음 만들어져 합성 섬유로 사용되고 있는 고분자 폴리아미드(polyamide, 아미드[-CO-NH- 기를 가진 화합물]가 중합된 고분자)들의 상품명이다. 처음 나일론이 사용된 상품은 1938년에 판매된 칫솔로, 그 솔을 나일론으로 만들었다. 1940년 그 유명한 나일론 스타킹이 판매되었다. 제2차 세계대전 중에는 낙하산의 실 등 많은 군사 용품에 나일론이 사용되었다. 나일론은 섬유뿐만 아니라 고체 덩어리로, 강도를 가진 기계의 부품으로도 널리 사용된다.나일론을 합성한 것으로 알려진 캐로더스는 원래 하버드 등 대학에서 연구 활동을 하였는데, 1927년 듀퐁사가 상업적 가치를 제품의 개발이 아닌 기초 연구를 지원하기 위하여 초빙한 유기화학자였다. 나일론은 단량체들의 중합(polymerization) 과정과 분자량이 매우 큰 고분자 물질을 만들어보려는 캐로더스의 호기심에서 만들어진 물질로, 기초 연구가 상업적으로 성공할 수 있는 대표적 예로 많이 소개되기도 한다.
생물·생명
Q. 심해에서 사는 물고기의특징이 있을까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.심해에 사는 물고기들은 대부분 비슷한 특징이 있어요. 우선 몸길이가30센티미터 이하로 작은 편이라는 것!몸 색깔은 투명하거나 오히려 빛이 아예 반사되지 않는 은회색이나 짙은검은색인 친구들이 정말 많답니다.빛이 없는 어두운 곳에서 물체를 볼 수 있도록 눈이 매우 큰 생김새를가지고 있는 것도 하나의 특징입니다.
물리
Q. 부러진 뼈가 다시 어떻게 붙일 수 있을까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.뼈는 다른 모든 살아 있는 조직들과 마찬가지로 치유될 수 있지만 미네랄이 침착되어야만 비로소 뼈가 다시 강인해지기 때문에 다른 조직에 비해 치유되는 데 걸리는 시간이 깁니다. 부러진 뼈는 그 부위에 단단한 석고붕대를 두름으로써 움직이지 못하게 만듭니다. 더 단단히 지지할 필요가 있다면 나사나 금속판을 삽입해서 보강하는 수술을 할 수도 있습니다. 골절은 몇 단계를 거쳐 치유됩니다.골절 부위는 빠른 속도로 혈액이 들어차고 거대한 피덩이(clot)가 형성됩니다. 손상된 곳 주변의 조직은 멍든 것처럼 붓습니다 이 부위는 아프고 염증이 생기는데, 혈액 공급이 원활하지 않기 때문에 일부 뼈세포가 죽습니다.모세혈관들이 피덩이 내부로 자라 들어가고 손상된 조직은 청소부 세포들이 서서히 분해하고 흡수해서 제거합니다. 특수 세포들이 이 부위로 진입해서 아교 섬유(콜라겐 섬유)를 분비해서 쌓기 시작하는데, 이 섬유들은 장차 뼈세포가 자리를 잡을 내부 골조 역할을 합니다.아교 섬유들이 골절 부위를 가로질러 합쳐짐으로써 마주 보는 두 골절면 사이를 연결합니다. 이 복구 과정에서 혹 같은 애벌뼈(가골)가 형성되는데, 이 뼈는 처음에는 연골로 이루어집니다. 애벌뼈는 아직 약해서 너무 일찍 움직이면 다시 부러지기 쉽습니다.복구 중인 조직 내에 있던 연골은 튼튼한 해면뼈로 교체되고, 치밀뼈가 골절면의 바깥 모서리 주위에 형성됩니다. 골절이 치유되는 과정에서 뼈에 있는 세포들이 뼈조직을 개조하는데, 과잉 형성된 애벌뼈는 제거되고 부었던 조직은 결국 원래처럼 곧게 복구됩니다.