안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태풍과 허리케인은 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.태풍은 중심 부근 최대풍속이 17m/s(초속 17미터) 이상이면서 강한 폭풍우를 동반한 열대성 저기압을 말합니다. 적도 부근은 극지방보다 태양열을 더 많이 받는데요. 열대성 저기압은 ‘저위도 지방의 따뜻한 공기가 바다로부터 수증기를 공급받으면서 고위도로 이동하는 기상현상’ 중 하나입니다. 해수면 온도가 27℃ 이상인 열대 해역에서 일반적으로 발생하며, 수명은 발생부터 소멸까지 보통 1주일에서 10일 정도 소요된다고 합니다. 열대성 저기압은 발생하는 장소에 따라 태풍, 허리케인, 사이클론 등으로 일컫습니다. 태풍(Typhoon) : 북서태평양 필리핀 근해에서 발생하여 동아시아, 동남아시아, 미크로네시아 일부에 영향을 준다. 때문에 우리나라는 태풍의 영향권에 들기도 한다. 허리케인(Hurricane) : 허리케인은 우라칸 말에서 유래되었으며 ‘폭풍의 신, 강대한 바람’을 의미. 북대서양, 카리브해, 멕시코만, 북태평양 동부에서 발생하며 북중미에 영향을 미친다. 사이클론(Cyclone) : 인도양, 아라비아해, 뱅골만 등에서 발생하는 열대성 저기압. 윌리윌리(Willy-Willy) : 호주 부근 남태평양에서 발생하는 열대성 저기압을 칭했으나 최근에는 사이클론으로 통용되고 있다.
생물·생명
Q. 거북이가 수명이 긴 이유는 무엇 때문인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.과학자들이 가장 놀라는 것은 '텔로미어(telomere)'의 복구입니다. 모든 생물은 서로 다른 특징의 텔로미어를 가지고 있는데, 이 텔로미어의 길이와 수명은 비례합니다. 사람의 경우 나이가 들면 텔로미어의 길이가 점점 짧아집니다.사람 체세포의 텔로미어 길이가 15~20kb(1kb는 DNA 내 염기쌍 1000개의 길이) 정도라고 알려져 있으며, 한 번 세포분열을 할 때마다 50~200bp(1bp는 1염기쌍)만큼씩 닳아 없어집니다. 이를 기준으로 계산해보면, 사람은 대략 50회 내외의 세포분열한 뒤에는 더 이상 세포분열하지 않고 세포가 노화하면서 죽음에 이르게 되는 것입니다.다시 말하면, 사람보다 오래사는 거북이는 텔로미어의 길이가 사람보다 길기 때문이고, 사람보다 수명이 짧은 개나 고양이는 사람에 비해 텔로미어의 길이가 짧기 때문이라고 할 수 있습니다.특히 거북이가 사람과 다른 것은 텔로미어가 복구된다는 것입니다. 거북이는 닳아 소진된 텔로미어를 다시 복구해 원상태로 만들기도 한다는 것이지요. 사람의 텔로미어는 한 번 닳아 없어지면 끝이지만 거북이의 텔로미어는 끝내 소진되기는 하지만 가끔 복구되기도 해서 사람보다 더 오래 살 수 있는 것입니다.
전기·전자
Q. '사생활 보호필름'은 어떤 원리인지 알고 싶습니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.사생활보호필름의 원리는 블라인더와 유사한 방식으로 만들었습니다. 블라인더를 미세하게 필름 표면에 넣은 것이죠. 그래서 정면으로는 빛이 통과 되나 측각에서는 잘 보이지 않는 것입니다.
물리
Q. 흔들거나 터뜨리면 따뜻해지는 핫팩의 원리가 알고 싶어요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.부직포로 된 주머니 형태로 이루어져 있고, 안에는 철가루와, 물, 소금, 활성탄이 들어있습니다.이 난로의 간단한 원리는 철을 녹슬게 만들어서 발열할 수 있도록 만드는 것인데요.여기서 한 가지 궁금한 점이 생기실텐데, 철이 녹스는 것과 열이 발생하는 것은 무슨 차이가 있을까요?바로 녹이 스는 것은 철이 산화하는 것인데요.화학적인 면에서 철과 산소가 결합해 산화철이 되는 과정을 말하며, 산화하는 과정에서 열과 빛이 발생한다고 해요.하지만 일반적으로 일어나는 산화과정은 굉장히 느리게 진행이 되기 때문에 우리들이 느끼지 못한다고 하는데요.그래서 핫팩의 안에는 활성탄과 물, 소금이 들어있고, 이것들이 산화반응이 잘 일어날 수 있도록 촉진시켜주는 촉매 역할을 한다고 합니다.게다가 난로 안에는 철성분들이 가루형태로 되어있어 표면적이 넓어지기 때문에 산소와 철이 잘 결합할 수 있도록 하는 최적의 환경을 만들어주죠.이로 인해서 난로가 따뜻해 지는 것이랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 현재 지구의 나이는 몇년정도 인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.약 46억년 정도 되는 것으로 파악하고 있습니다 지구의 나이를 대략 46억 년으로 잡고 있다. 1970년 1월과 1971년 1월 두 차례에 걸쳐 미국 휴스턴에서 달 과학 회의가 열렸는데, 이때 아폴로 11호가 달에서 가지고 온 월석의 연구 결과가 발표되었다. 9개국의 과학자가 참여한 발표의 내용은 달의 암석은 지구와 비슷한 46억 9000만 년 전에 생성되었다는 것이었다. 일부 학자들은 30억~40억 년 정도로 지구보다 많이 어리다고 얘기했지만, 대체로 지구와 비슷한 시기인 46억 년 전에 만들어졌다고 했다. 이는 태양계의 모든 행성들이 따로 만들어진 것이 아니라 거의 비슷한 시기에 만들어졌다는 가설을 뒷받침하고 있다.
화학
Q. 최근 국내 자동차 기업들이 신차 출시하게 되면 전기차도...
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.1. NCM-리튬코발트산화물(LCO)을 기본으로 니켈(Ni)과 망간(Mn)이 결합된 양극재이다.-니켈:코발트:망간 = 1:1:1 비율로 균일하게 구성되어 있다.-현재 가장 많이 사용되고 있으며, 주로 전기차의 양극재로 쓰인다.2. NCA-리튬코발트산화물(LCO)에 니켈(Ni)과 알루미늄(Al)이 결합된 양극재이다.-니켈:코발트:알루미늄 = 8:1:1 비율로 니켈 함량이 높고, 알루미늄이 포함되어 있어 다른 양극 소재에 비해 에너지 밀도와 출력이 높다.-원통형 배터리 등 소형전지에 사용된다.NCMA-대표적인 사원계 배터리이다.-삼원계 배터리인 NCM에 알루미늄(Al) 원소 하나가 추가된 양극재이다.-니켈함량을 높여서 배터리 용량을 높이고, 망간을 통해 배터리의 안전성을 높이고 알루미늄 원소로 배터리의 출력과 안전성을 높이고, 비싼 코발트 함량은 줄여 제조원가를 낮출 수 있다.-배터리 형태에 구분없이 원형,각형,파우치형 등 모두 적용가능하다.LFP 배터리-코발트 대신 인산철을 넣어 LFPO(LiFePO4)를 양극재로 사용한다.-리튬인산철은 크리스탈 형태의 육면체들이 서로 유기적으로 연결된 격자 구조인 '올리빈 구조'를 가지고 있어 매우 안정적이다.-과충전 또는 과방전으로 인한 화재 위험이 낮으며 배터리 셀이 열화되는 현상도 적어 배터리 수명도 길다.-가격이 저렴하고 안정성이 좋은 반면, 무게가 무겁고 에너지 밀도가 낮아 삼원계 배터리보다 성능이 낮다.테슬라는 LFP 배터리 적용하고 있습니다.
토목공학
Q. 비가 오는 날 뛰어가면 비를 덜 맞나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.비오는 날 뛰어가면 비를 덜 맞지는 않습니다 그냥 서 있는 것 보다는 덜 맞지요 뛰어가면 그만큼 더 맞습니다. 단지 맞는 시간이 줄 뿐이고요.
생물·생명
Q. 고라니는 우리나라에서 아직 흔하게 찾아볼 수 있지만 왠 멸종위기인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.1. 사람들의 개발을 통해서 서식지가 점점 사라지고 있습니다 2.사냥이나 포획을 통해서 그 개체수가 지속적으로 감소하고 있습니다3.사람들의 활동 이외에 자연계의 천적에 의하여 노출 되어 있습니다4.기후 변화에의하여 식량과 수분을 구하기 어려워지고 있고 환경파괴가 문제가 되고 있습니다5.유전적 다양성의 감소입니다. 동종 집단내에서 유전자의 다양성이 부족합니다 이로인해 생태계의 안정성을 해치며 멸종위기에 빠지는 것ㅇㅂ니다
화학
Q. 빠른정도에 따른 비맞는 량의 차이?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.비가올때 빠르게 가는것과 천천히 가는 것에서 총 비 맞는 양의 차이는 거의 없습니다. 다만 빨리가면 같은 양을 짧은 시간에 맞아 많이 맞는 것처럼 보이는 것입니다
화학
Q. 간만에 비도오고 해서 치킨과 맥주를 배달시켰는데...
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.탄산음료가 들어있는 캔이 흔들리면 음료수 안에 녹아있던 이산화탄소가 빠져나와 기포가 만들어지고 이 기포들이 캔 옆면에 달라 붙게 된다. (사이다를 유리잔에 따르면 유리잔 옆면에 기포가 달라 붙는 것을 볼 수 있다.)물리적으로 캔안의 압력은 증가하지 않는다고 합니다. 다만 작은 이산화탄소 기포들이 생겨나서 압력이 낮아지면 쉽게 이산화탄소가 빠져 나올 수 있는 조건이 만들어 졌다고 보는게 맞다고 하네요 이때 갑자기 뚜껑을 따면 캔안의 압력이 급격히 감소하게 되고, 보일의 법칙에 의해 벽면에 붙어있던 기포들의 부피가 순간적으로 증가하게 된다. 벽면에 붙어있는 기포들 수가 많기 때문에 한꺼번에 기포들의 부피가 팽창하면 탄산음료가 밖으로 밀려 나오면서 거품과 함께 탄산음료가 뿜어져 나오게 되는 것이다.캔을 눕혀서 굴리면 탄산음료 수면이 캔안에서 마치 불도저처럼 벽면에 붙어있는 기포들을 떼어내게 된다. 떨어진 기포들은 터지거나 아니면 탄산음료 위쪽으로 모이게 된다.흔들린 탄산음료는 몇번 굴려서 먹으면 괜찮을듯하네요.