안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
생물·생명
Q. 비만도 어머니의 유전자를 이어받나요??
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.부모가 모두 비만이며 자녀가 비만일 가능성은 70% 정도 된다는 조사도 과거에 있었다고 하죠.자녀가 비만인 이유는 100% 유전자 영향은 아니고 부모의 식습관 생활습관 운동습관 등등이 영향으로 발생하는 문제라고 하지만 이 역시 유전자의 영향이 있기 때문에 비만이 될 가능성이 높아졌다는 것을 부정할 수는 없다고 합니다.가지고 있는 유전자에 따라서 지방을 더 빠르고 많이 저장시키게 되기도 하며 기름지고 고칼로리의 음식을 더 선호하게 되기도 한다고 합니다.특히 어떤 비만 유전자를 가지고 있는 사람들은 식욕을 참는 것이 매우 힘들다고 하는데요, 식욕을 계속 자극하면서 먹게 하고 그 것을 인내하지 못하는 것도 유전자의 정보에 들어있는 것이라고 합니다.그래서 비만 유전자를 가지고 있는 사람들은 그렇지 않은 사람에 비해서 더 살이 찌고, 다이어트에 실패할 가능성이 높다고 합니다.
토목공학
Q. 피곤하거나 졸릴 때 하품이 나오는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.우리는 숨을 쉬면서 산소를 들이마시고 이산화탄소를 내뱉습니다. 우리 몸에 산소가 부족해지면 산소를 보충하기 위해 하품을 하고, 하품을 통해 몸속 깊이 공기를 들이마시게 됩니다. 꽉 막힌 공간에 있어 산소가 부족해서 하품을 하는 경우 환기를 하거나 바깥 공기를 마시는 것이 도움이 됩니다.스트레스를 받거나 긴장이 될 때에도 하품이 나오곤 합니다. 뇌가 지치면 우리의 몸은 하품을 통해 뇌에까지 공기를 전달하여 뇌를 식혀 휴식을 주는 것입니다. 하품을 할 때에는 입과 콧구멍이 크게 벌어져 평소 호흡량보다 많은 공기를 마실 수 있기 때문입니다. 2016년 11월 미국 뉴욕주립대 앤드루 갤럽 교수 연구팀이 사람을 비롯하여 23종의 동물을 대상으로 하품에 대해 연구한 결과 뇌의 크키가 크고 신경세포가 많을수록 하품의 시간이 긴 것으로 밝혀졌습니다. 이는 뇌가 클수록 뇌를 식히는데 소요되는 시간이 길기 때문인 것으로 보입니다.
전기·전자
Q. 피뢰침의 원리를 알려주세요!!
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.피뢰침은 건물 지붕에 뾰족한 형태로 나있는 막대 같은 생김새를 가지고 있습니다.번개가 높은 곳에 먼저 떨어지면 피뢰침을 통해 전류를 흐르게 할 수 있도록 하며 피뢰침과 함께연결된 선으로 전기가 분산되어 건물에 가는 피해를 최대로 줄이는 원리를 가지고 있습니다.이 피뢰침들은 건물 기초에 설치된 접지 전극에피뢰침을 연결시켜 벼락을 지상으로 흘려보내도록 원리를 가지게끔 작동시키고 있죠.이러한 피뢰침은 높을수록 전기가더욱 잘 분산되며 뾰족한 형태는 전기의 특성을 이용하여 설치된 외형인데요.이는 뾰족한 형태로 두 금속 구체를 전선으로 연결하여 대전시키면 반지름이 작은 구체 쪽이면전하밀도가 더 크도록 전하가 분배되기에 표면의 전위를 같게 맞출 수 있기 때문입니다.전기가 지상으로 내려가게 되면서 전체적으로 전력을 급감시키는 원리라고 볼 수 있죠.
화학
Q. 노화과정에서 피부주름이 늘어나는 이유는 뭘까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.주름이 생기고 늘어나는 이유는자외선 노출, 건조한 피부 등여러 가지 이유들이 있지만그중 얼굴에 생기는 주름은 표정을 지을 때사용되는 근육의 수축이 큰 원인이라고 해요.
화학
Q. 물때는 어떤 물질로 이루어져 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.물로 인해 생긴 침전물이나 얼룩. 빗물이나 수돗물에 섞인 황산칼슘(석고), 탄산칼슘(석회석) 인산칼슘(수산화인회석), 옥살산칼슘, 마그네슘 등의 무기물이 빗물, 수돗물과 함께 특정 물체의 표면에 묻은 후, 수분이 다 증발하고 나면 남아서 비늘을 연상시키는 허여멀건한 자국처럼 굳어버리는 걸 말한다. 보통 욕실 유리, 타일, 싱크대 표면, 자동차 창문 등 물방울이 많이 붙었다가 증발할 일이 많은 물체의 표면에 자주 생긴다.결국 물 때는 여러가지 미네랄이 잔유물이라고 볼 수 있습니다
생물·생명
Q. 혈액형은 a.b ab o형 말고는 없나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.혈액형의 분류는 중요한 것만 40개가 넘는다. 흔히 알려진 ABO와 Rh도 이에 포함된다. 이 두 가지를 비롯한 몇몇 종류는 반드시 같은 혈액형을 수혈해야만 환자의 생존률이 높으며, 수혈용 혈액과 환자의 혈액형이 일치하지 않을 경우 환자가 사망에 이를 정도로 심각한 부작용을 남긴다. 그 외의 별로 중요하지 않은 것들까지 합치면 수백 가지의 분류가 가능하다. 예를 들어 혈액형이 흔한 Rh+O형이라고 해도, 혈액형 인자가 교차 등으로 돌연변이가 발생하여 희귀한 인자가 될 수도 있다.삶의 디메리트라곤 수술과 크고 작은 부상으로 인한 혈액 부족 시 수혈받는데에 큰 어려움이 있다는 페널티를 제외하면 없다. 그리고 종류에 따라서 혈액형이 일치하지 않아도 큰 부작용이 없는 경우가 많아(혈액형 분류군만 해도 수십 가지다. 그 수십 가지를 일일히 따질 것도 없이 ABO식과 Rh식만 잘 맞춰도 99%는 먹고 들어간다.) 어떠한 혈액형 분류가 중요하지 않다는 것은 수혈 시에도 무시할 수 있다는 말과 거의 동일하기 때문이다. 반대로 수혈 시에서 무시할 수 없는 분류라면 당연히 중요하게 다룬다. 예를 들어 Rh-는 1회 최초에 한해 Rh+을 받을 수 있고, 2회 이상부터는 용혈 부작용 방지 차원에서 같은 Rh-만 받을 수 있다. 혈액 공급량이 매우 부족한, 고로 희귀 혈액형 환자의 대수술이나 수혈이 필요하면 비상이 걸린다. 심지어 국내에서는 아예 재고가 없어 해외에서 혈액을 공수해야 할 일도 많다. 일반적인 Rh-는 한국에선 희귀 혈액형이지만 세계적으로는 그리 드물지 않다. 이 경우는 바디바 혈액형, Rh null 같은 극히 희귀하고 특수한 혈액형의 경우 발생한다.
화학
Q. 물중독시에는 어떤 증상이 나타날 수 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.물 중독은 그것이 계속 지속될 경우 1차적으로 대사증후군에 노출된 가능성이 커지게 된다. 대대사증후군은 당뇨, 고혈압, 고지혈증의 위험군에 속하는 것으로 물 중독에 걸리게 되면 기본적으로 소화능력 자체가 떨어지는 경향이 높아짐에 따라서 몸이 서서히 피로해지고 휴식을 통해서도 몸의 회복이 이뤄지지 않는 모습을 나타내게 된다. 또한, 물 중독은 머리가 맑지 않는 두통을 만들어내어 기억력 저하와 치매 등의 머리 쪽의 혈액순환이 잘 되지 않아서 발생하는 여러 가지 현상을 만들어낼 수 있다. 그리고 물 중독은 알코올 중독의 원인으로 작용하기도 한다.
생물·생명
Q. 양손에 계란을 들고 서로 부디치면 꼭 한쪽만 깨지는이유?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.결론부터 말씀드리면 육안으로 보기에는 모두 똑같이 보이는 계란이지만 계란마다 껍질의 단단함, 밀도, 두께의 정도가 조금씩 차이가 있기 때문입니다.두 개의 계란을 약하게 부딪혔을 경우에는 대부분의 경우 별다른 충격이 없기 때문에 깨지지 않습니다. 그러나 어느 한쪽의 경도보다 큰 힘으로 충격이 가해질 때에는 경도가 약한쪽의 계란이 먼저 깨지게 되는 것입니다.크기가 작은 계란은 산란주령대가 낮아 밀도가 높은 편으로 경도가 단단하고, 계란의 크기가 커질수록 경도가 약해지며 쉽게 깨지게 됩니다.그 외에도 껍질이 두꺼운 것, 그리고 어미닭의 영양상태가 좋은 것일수록 잘 깨지지 않습니다.또한 계란은 비대칭의 타원형으로 난각의 두께는 부분마다 조금씩 다른 것이 일반적입니다.
지구과학·천문우주
Q. 보이저1호는 어떻게 멀리 이동을 하나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.우주선의 동력원으로서, 보이저호는 핵동력원, 즉 방사성동위원소 열전기 발전기(Radioisotope Thermoelectric Generator, RTG)라 불리는 플루토늄을 연료로 하는 핵전지를 사용하고 있다.그러나 보이저1호의 동력원은 주로 지구와의 송수신을 위해 사용하고, 궤도 보정 등 중요한 순간에만 추진력을 얻기 위해 쓰이며 평상시에는 관성에 의해 나아갈 뿐 추진체를 분사하여 항해하지는 않는다.보이저호의 원거리 항해 비결은 그 궤도에 있는데, 일명 ‘호만 궤도(Hohmann orbit)’라 불리는 행성 간 비행 궤도 및 ‘스윙바이(Swingby)’라 불리는 항해 방법이 바로 그것이다.일찍이 독일의 과학자 월터 호만(Walter Hohmann)은 가급적 적은 에너지로 행성에 갈 수 있는 비행 방법과 궤도에 관한 아이디어를 제안한 바 있다.즉 지구가 태양을 도는 공전궤도와 탐험하려고 하는 행성의 공전궤도를 타원으로 연결하는 새로운 비행궤도를 만들어 비행할 것을 1925년에 발표한 논문을 통하여 제안하였는데, 이는 행성의 공전에너지를 이용하여 우주선의 연료 소모를 줄일 수 있는 효과적인 우주여행 궤도이다.그러나 우주탐사선 자체의 추진력에는 한계가 있으므로, 탐사선을 목성 이후까지 더욱 멀리 보내려면 호만 궤도만으로는 충분하지 않다.이를 보완하기 위한 또 하나의 해결책은 바 1961년 무렵 캘리포니아 공대 제트추진연구소(JPL)의 대학원생이었던 마이클 미노 비치(Michael Minovitch)가 고안한 스윙바이 항해법이다.
토목공학
Q. 사람이 만들 수 있는 가장 높은 건물은 몇층까지 가능한가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.빌딩은 날이 갈수록 새로운 소재와 기술의 발전을 통해 더 높이 올라갈 것으로 기대 됩니다세계 최초로 마일 높이 상당의 빌딩은 향후 30년 내에 완공될 수 있을 것으로 예측된다. 높이가 3200피트 이상 되는 빌딩의 새로운 트렌드를 가져올 수도 있다.높은 건물들은 온갖 종류의 기계적이고 구조적인 문제들을 동반한다. 그렇다면 로비에서 200층까지 이동할 때 엘리베이터를 얼마나 기다려야 할까? 거대한 건물들은 예측할 수 있는 자연력을 견뎌낼 수 있을까?이 문제들은 우리가 이미 잘 알고 있는 현대 자재와 시스템을 해킹하여 혁신적인 건설 산업을 지원하는 것을 만들어냄으로써 해결된다.높은 구조물을 지을 때 가장 큰 문제 중 하나는 건축 자재를 현장에 가까이 두는 능력이다. 건물의 발자국과 주변 면적은 일반적으로 도시 지역에서 작기 때문이다. 특히 도시 지역에서. 프리캐스트 패널은 저장이 불가능하여 종종 현장으로 옮겨지기 때문에 프레임 멤버를 구성하는 데 문제가 있다. 그러나 많은 건설업자들은 현재 틸트 벽 시공 공정을 사용하여 현장에서 패널을 붓고 조립할 수 있으며, 제자리에 들어올리기 위해 크레인을 사용할 수 있다.고층빌딩은 철강 대체품을 찾고 있지만 건물의 높이가 증가함에 따라 무게가 중요한 문제가 된다.알루미늄은 간편한 압출공정으로 경량 대체품을 제공하여 거의 모든 파사드 디자인에 다양한 모양을 만들어 낼 수 있다. 또 급격한 온도변화와 지진에 의한 지진파괴 등 내부 구조요소와 외력의 응력에도 잘 반응한다.탄소 섬유는 무게가 가벼운 또 다른 새로운 물질이지만, 섬유와 같은 구조를 형성하기 위해 서로 맞물려 있는 긴 가닥을 특징으로 하는 또 다른 신흥 재료이다. 결과적으로 강철보다 월등히 강도가 높기 때문에 충격이 큰 하중을 많이 받는 건물에 구현할 수 있게 됐다.탄소 섬유는 이미 프리캐스트 콘크리트 요소로 진출하고 있다. 메쉬를 전통적인 강철 메쉬 대신 콘크리트 혼합물에 배치하면 구조 단위의 전체 무게가 감소하여 안전하게 제자리에 들어 올리 수 있다. 또 상당한 구조적인 무결성을 유지한다는 것을 알고 고정하게 된다.훨씬 더 미래적인 것은 콘크리트의 미래가 어떻게 보일지에 대한 아이디어이다. 콘크리트는 수백 년 동안 거의 변하지 않았다. 내구성이 매우 뛰어나지만 많은 사람들이 이산화탄소 배출량의 주요 원천이 되고 있기 때문에 새로운 대안을 모색하고 있다.일부 연구자들은 콘크리트의 수명을 최대 200년 동안 연장할 수 있도록 하는 석회암 박테리아를 추가하여 자체 균열 치유가 가능한 바이오 콘크리트를 조사하고 있다.거대 구조물에서 주요 구조 요소로 사용될 것 같지 않은 목재조차도 강철과 비슷한 강도를 부여하는 교차 적층 목재 구조에서 새로운 생명을 찾고 있다. 목재의 능력을 입증하기 위해 일본의 디자인 회사 스미토모 포레스트리(Sumitomo Forestry)는 최근 도쿄에 350m 높이의 목조 구조물 건설 계획을 발표했다.