안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
화학
Q. 남자들에게 색맹이 더욱 많이 나타나는 질환인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.네 일반적으로 남성의 겨웅 여성보다 색맹이 더 자주 나타납니다. 이는 유전적인 요소와 관련이 있을 수 있습니다.
생물·생명
Q. 상처난 과일이 더욱 단 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.과일이 상처나면 그 부위에 산소와 수분이 유입되어 노패물을 제거하고 치유를 돕는 세포들이 활동합니다. 이 과정에서 당분과 기타 영양소가 소모되고, 이로 인해 상처 부위의 단맛이 강해집니다. 따라서 상처난 과일은 일반적으로 단 맛이 강하게 느껴지는 경우가 많습니다.
생물·생명
Q. 3년째 괴롭히고 있는 코로나 바이러스가 어느 정도..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.지구에 존재하는 바이러스 중 우리에게 익숙하고, 또 활발히 연구 중인 바이러스는 아무래도 ‘사람 바이러스’일 것이다.사람 바이러스는 사람에게만 감염하는 것이 아니라 다른 동물, 때로는 매개체 곤충에 감염하기도 한다. 다만 사람에게 감염될 가능성을 중점적으로 연구해왔기에 '사람 바이러스'라는 이름이 붙은 것이다. 그래서 사람에게 치명적인 것이 동물에게도 치명적일 수 있고 그 바이러스의 특성이라고 보면 될 것 같습니다.예를 들어에볼라 바이러스분포 지역: 중앙·서아프리카숙주: 사람과 기타 영장류, 박쥐도 가능관련 질병: 에볼라출혈열(ebola hemorrhagic fever)감염 경로: 체액백신: 실험용 DNA 백신, 실험용 재조합백신(recombinant vaccine)에볼라바이러스의 여러 유형이 중앙·서아프리카 지역에서 각각 지역에서 발견되었다. 에볼라바이러스는 사람 외에도 다른 영장류에 감염할 수 있고 질병도 유발한다. 자연 숙주는 알려지지 않았다. 박쥐가 자연 숙주일 가능성이 크지만, 실제로 바이러스가 발견된 박쥐에게서 아무 증상이 나타나지 않았다. 이 바이러스는 감염자의 체액을 직접 접촉할 때만 감염된다. 감염 매개체도 발견되지 않았고, 공기를 통해서도 감염되지 않는다. 심각한 질환을 일으키며, 말기에 에볼라출혈열이 흔히 나타난다. 발병 사실을 인지하고 나면 신속하게 통제할 수 있다. 단 강력한 의료 기반 시설을 꼭 갖추어야 한다. 이 바이러스를 통제할 수 있었던 가장 중요한 요인은 대중 교육의 효과와 적합한 치료 기관의 증가였다.사스 코로나바이러스분포 지역: 2004년 이후 보고된 사례가 없으나 2003년 여러 대륙에서 발생숙주: 사람, 사향고양이, 박쥐관련 질병: 중증급성호흡기증후군(SARS, severe acute respiratory syndrome)감염 경로: 동물, 호흡기, 사람 대 사람 접촉백신: 승인된 백신은 없음중증급성호흡기증후군(사스)은 2002년 중국 남부에서 갑자기 발생하여 홍콩과 세계의 몇몇 지역으로 급속히 확산되었다. 사스는 치사율이 건강한 성인은 10%, 노인은 50%에 달하는 중증 질환이다.분자 분석 결과, 사스·코로나바이러스는 박쥐에서 유래하여 (중국의 야생 고양이인) 사향고양이에게 감염된 뒤 사람에게 감염되거나, 박쥐에서 시작하여 사람을 거쳐 사향고양이에게 감염되는 것으로 밝혀졌다. 이 바이러스는 감염된 여행객을 통해 전 세계로 퍼졌으며, 발견된 지 3개월도 안 되어 32개 국가가 비상에 걸렸다. 공중보건 당국과 바이러스학계는 신속하게 대응했다. 약 6개월 만에 바이러스의 유전자 염기서열을 완전히 해독하고, 몇 달 뒤에는 바이러스를 연구하는 데 쓰이는 복합 도구 일체를 개발했다. 바이러스 감염자 검역도 신속하게 진행하고, 몇몇 공항에서는 여행객의 체온 상승 여부를 검사했다. 2004년 1월 대만과 중국의 일부 실험실에서 발생 사례가 보고되었으나 자연 상태에서 사람 감염자는 추가되지 않았다. 사스·코로나바이러스가 나타났을 때 의학계와 과학계에서 신속하게 대응한 덕분에 그 뒤로 환자가 발생하지 않았다.한편 2012년 사촌 바이러스인 메르스·코로나바이러스(MERS-related coronavirus)가 사우디아라비아에 나타났다. 메르스(MERS, middle east respiratory syndrome, 중동호흡기증후군)는 사스와는 별개로 발생했으며, 박쥐로부터 낙타에게 전염되었다. 사람을 통해 사람에게 전염되는 사례는 드물고 대부분 감염된 동물(낙타)과 직접 접촉하여 감염되었다.
전기·전자
Q. 배터리로 가는 전기차중에 일반 전기차가 있고 플러그인이 있던데..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.각각 자동차의 종류로 자세히 살펴보겠습니다. 아래 자동차에 관해서 나열했습니다. 도움이 되시길 바랍니다.1) 하이브리드 자동차자가 충전 하이브리드는 기존의 가솔린 또는 디젤 연료 차량에 익숙한 운전자가 가장 쉽게 접근할 수 있는 차량입니다. 자체 충전 하이브리드는 플러그를 꽂을 필요 없이 연비가 좋아 경제적이며, 친환경적이 차량입니다.자가 충전 하이브리드에는 충전식 플러그인 배터리나 케이블이 없기 때문에 일반 가솔린 자동차에 사용되는 하이브리드 차량은 기존 내연기관의 차량과 매우 유사하게 관리할 수 있지만, 비교적 복잡한 엔진과 구성 요소로 인해 유지 관리가 약간 더 어려울 수 있습니다.자가 충전 하이브리드의 장점- 플러그인 또는 전기 자동차보다 저렴하다.- 짧은 여행 및 도심 운전에 적합하다.- 플러그 인 포인트가 필요하지 않아 오프로드 주차가 없는 운전자에게 적합하다.- 재충전에 시간을 할애하지 않는다.- 장거리 여행 시 배터리 부족 걱정이 없다.- 기존 내연기관 차량보다 연료 소모량이 적고 운영 비용이 저렴하다.자가 충전 하이브리드의 단점- 플러그인 하이브리드나 완전 전기 자동차만큼 친환경적이지 않다.- 서비스 비용이 더 높을 수 있다.- 세금이 면제되지 않으며 사용 가능한 할인이나 인센티브가 많지 않다.- 다른 전기 자동차만큼 강력하지 않다.2) 플러그인 하이브리드플러그인 하이브리드(PHEV)는 하이브리드 자동차에서 완전 전기 자동차로의 다음 단계입니다. 플러그인 하이브리드는 하이브리드 차량과 비슷하지만 일반 자동차처럼 사용할 수 있는 하이브리드와 달리 플러그인 하이브리드는 정기적인 충전이 필요합니다. 배터리 전원이 소진될 때까지 전기로 작동하도록 설계되었으며 그 후에는 연료 구동 엔진이 대신합니다.플러그인 하이브리드는 일반적으로 한 번 충전으로 20~30km를 주행할 수 있으며 배터리가 부족하면 가솔린 또는 디젤 엔진이 자동으로 작동하여 계속 주행할 수 있습니다. 일반적으로 자동차를 짧은 출퇴근 시간에 사용하지만, 재충전을 위해 멈춰야 하는 번거로움 없이 장거리 여행에 사용할 수 있는 유연성을 원하는 사람들에게 적합합니다.매일 출퇴근 거리가 배터리 충전만으로 달릴 수 있는 30km보다 짧다면 플러그인 하이브리드가 엄청나게 경제적일 수 있습니다. 이 경우 집에서 매일 밤 간단히 차를 충전할 수 있고 가끔 장거리 여행을 제외한다면 휘발유나 경유를 한 방울도 사용하지 않을 수 있습니다.플러그인 하이브리드의 장점- 배터리가 부족하면 연료 구동 엔진이 자동으로 작동된다.- 전기 배터리를 사용하여 단거리 주행 시 매우 저렴한 비용으로 주행할 수 있다.- 에너지 낭비를 줄이는 회생 제동 기술플러그인 하이브리드의 단점- 자가 충전 하이브리드보다 구매 비용이 더 비싸다.- 집에 전기 충전 시설이 있어야 한다.- 장거리 여행이 많을 경우 대형 배터리의 추가 중량으로 인해 자동차의 성능이 저하되고 일반 내연기관 차량보다 더 많은 연료가 소모된다.3) 전기차완전 전기 자동차는 전기 배터리로만 구동되고 가솔린 또는 디젤 엔진이 없는 자동차입니다. 휘발유 또는 디젤 비용이 더 이상 필요하지 않으며 오일 및 필터를 교체하지 않아도 되며 주행 거리가 약 300km이므로 대부분의 운전자 요구 사항에 적합합니다.충전 시간은 집에서든 공공 충전소를 사용하든 자동차 배터리의 크기와 충전 속도에 따라 다릅니다. 주행 범위도 자동차 배터리 크기에 따라 제한되므로 자신의 필요에 맞는 모델을 찾는 것이 중요합니다.정부는 가능한 한 많은 운전자가 순수 전기 자동차로 전환하도록 장려하기를 원하기 때문에 전기차 구매 시 많은 인센티브를 주고 있습니다. 따라서 전기 자동차가 본인의 라이프 스타일에 적합하다면 차량 운영 비용을 크게 절약할 수 있습니다.전기차의 장점- 연료를 공급할 휘발유 또는 디젤 엔진이 없는 매우 낮은 운영 비용- 일반적으로 낮은 유지 관리 비용- 정부 인센티브 및 할인 가능- 배기가스 제로 및 도로세 면제- 정속성과 편리성전기차의 단점- 차량 가격이 고가다.- 장거리 여행 시 '거리 불안'과 '충전기 찾기 문제' 등으로 적합하지 않을 수 있다.
전기·전자
Q. 2차 전지 배터리의 수명은 어떻게 알 수 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.여러가지 방법이 있는 듯합니다. 1. 제조사의 명시된 수명 : 대부분의 배터리는 제조사가 명시한 수명이 있습니다. 이정보는 보통 제품패키지, 매뉴얼 또는 웹사이트에 나와있습니다. 2. 배터리 상태 모니터링 프로그램: 일부 노트북 및 스마트폰에서는 시스템에 내장된 소프트웨어를 통해 배터리 상태를 모니터링 할 수 있습니다.3. 전압 측정기: 전압측정기를 사용하여 충전량과 방전 수준을 확인할 수 있습니다. 4. 주기적인 체크: 일정 간격으로 배터리 충전 정도와 성능을 체크하여 변화가 있는 경우 문제점을 파악하고 조치할 수 있습니다. 5. 외관 검사: 배터리 외관에 이상이 없는지 확인합니다. 닳거나 부스러질 때 교체 필요서잉 있을 것입니다. 6. 사용 시간관찰: 평균적으로 비슷한 환경에서 같은 장치로 작업하면서 사용하는 시간을 관찰합니다. ( 예/ 스마트 폰 게임, 인쇄 작업 등등 )
화학
Q. 나이가 들수록 시간은 왜 빨리 가는 것처럼 느껴지나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다. 상대적인 것 같습니다. 어릴때는 일이 크게 없습니다. 공부만하면 되는 거고 즉 하고싶지 않고 루틴한 공부를 하니 시간이 잘 안가는 것이고커서는 일이 많이 생깁니다. 생각할 것도 많아지고 그래서 시간이 상대적으로 빨리 지나가는 것 같이 느껴지는 것 같습니다. 그리고 과거의 일을 회상하면 그 과거가 어그제 같고 늙어가는 삶을 아쉬워하기도 해서 그럴거 같습니다.
기계공학
Q. 철강제조 첫 공정인 쇳물을 만들어 내는 종류중에..
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.고로는 석탄을 에너지원으로 하고, 전기로는 전기를 에너지원으로해서 철을 만드는 것입니다. 현제로는 고로가 더 싼 제조원가가 들어갑니다.1. 고로화벽을 쌓아 만든 직립로이며, 용광로의 높이가 높아 고로라고 함- 대용량으로 전로로 철광석, 코크스, 석회성을 원료로 투입하여 아래쪽에서 열품으로 연소시키는 형식- 제철 => 철광석에서 철을 생산함장점 - 불순물 햠량이 매우 낮음- 성분 조정으로 품질 좋은 철강제품 생산- 생산 효율이 높은 편단점- 설비투자비 높고, 장소가 넓어야 하며, 이산화탄소 배출량이 많음2. 전기로 - 고로 대비 용량이 적고, 고철을 원료로 생산함- 제강 => 철에 적절한 성분 조절로 강철을 만드는 것장점- 비교적 적은 투자비 (고로의 약 1/3)와 공간적 효율- 공정시간이 짧아 빠른 생산대응- 친환경적임- 고철을 재활용함단점- 미량의 불순물이 항시 존재 (고철 중에 제거하지 못하는 원소들 때문)_ Cu, Sn, Cr 등- 고부가 가치 강종 생산이 어려움
화학공학
Q. 액상형 전자담배에서 액상은 어떤 어떤 성분으로 만드는지 그 원리를 알고 싶어요
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.액상형 전자담배의 액상 성분은 PG, VG, 향료, 니코틴으로 구성되어 있습니다. PG(Propylene Glycol)은 구강의료 젬품, 천식호흡기 등 우리생활에 많이 사용되고 있는 제품이고VG(Vegeatable Glyerin)은 식물에서 추출한 천연물질이며 밀도가 크고 점성이 높습니다. 단맛이 나며 설탕 대체제로 사용되기도 하고 와인 음료수 빵 케이크 등등에 다양하게 사용됩니다. 향료는 실제로 빵이나 과자, 음료수에 사용하는 향료를 그대로 가져다 쓰기 때문에 몸에 해롭지 않고니코틴은 몸에 안전한 물질은 아닙니다. 하지만 국내 전자담배 액상에 사용되는 니코틴은 합성 니코틴으로 연초에 들어있는 니코틴보다 순도가 높아 상대적으로 덜 해롭다고 합니다.실제로 의료용 니코틴으로 사용되는 RS니코틴이나 S니코틴을 사용해서 액상ㅇㄹ 만들기 때문에 100% 확실한 거는 연초보다 덜 해롭다고 합니다.액상형 전자담배의 구동 원리는 전자담배 액상을 코일로 기화하여 흡입을 할 수 있도록 하고 액상 기화를 위해서뜨겁게 달구어 줄 수 있도록 전력을 공급하는 배터리가일체화 되어 있는 것이 특징입니다.이 코일 부분이 액상형 전자담배의 핵심이라고 할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 옛날에 물시계를 만들었지만 효과있는가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.해시계의 단점인 해가지면 시간을 알 수 없는 것을 보완하여 만든 것이 물시계입니다. . 그러나 초기의 물시계는 사람이 계속 지켜봐야만 시간을 알 수 있어서 매우 불편했다고 합니다. 물시계는 결국 불편한 시계였습니다. 그래도 그 당시에는 최첨단 시계였죠.기계시계가 없었던 옛날에는 해 그림자를 통해 하루의 시간을 알았고, 밤에는 하늘에 반짝이는 별자리의 움직임을 통해 시간을 알 수 있었다. 그러나 날씨가 흐리거나 비가 오는 날에는 그러한 방법으로 시간을 알 수 없다. 그래서 만들어낸 것이 물시계이다.물시계는 물을 넣은 항아리 한 귀에 작은 구멍을 뚫어 물방울이 하나씩 떨어지는 것을 다른 항아리에 받아서 하루에 흘러 들어간 물의 깊이를 재서 12등분하면 한 시간의 길이가 나오게 되는 원리이다.물시계는 중국에서 기원전 7세기에 발명되었다고 전한다. ‘누각’ 또는 ‘경루’라고도 부른다. 물시계는 매일 물을 갈아주어야 하고, 항상 사람이 지키고 앉아 시간을 재어야 했다.한밤중에 잠시라도 졸거나 급하게 화장실이라도 다녀오게 되면, 정확한 시간 측정을 못하게 되고, 종을 쳐서 시각을 알려주어야 하는데, 이를 놓칠 수 있었다. 그에 대한 후유증은 컸다. 예나 지금이나 시간이 안 맞으면 큰 소동이 일어나기 마련이다.1091년 무렵 중국 송나라의 과학자 소송은 물레바퀴로 돌아가는 자동물시계를 발명했다.그러나 그 장치들이 너무나 복잡하여 소송이 죽은 뒤에는 아무도 만들지 못해 사라졌다.이후 12~13세기에 아라비아 사람들이 쇠로 만든 공이 굴러 떨어지면서 종과 북을 쳐서 자동으로 시간을 알리는 자동물시계를 만들었다.
지구과학·천문우주
Q. 태양도 땅이 있는지..아니면 거대한 기체 덩어리인지...
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.태양의 표층은 표면과 대기로 구성돼 있는데 우리가 매일 볼 수 있는 태양의 표면이 '광구'이고 이 구를 둘러싸고 있는 대기 중 하층대기를 '채층', 상층대기를 '코로나', 채층과 코로나를 분리하는 영역을 ‘전이영역’이라 한다.광구는 태양의 표면으로, 약 100km 두께의 가스로 이루어진다. 중앙부가 가장 밝고, 가장자리로 갈수록 복사방향에 대한 시선방향의 각이 커지므로 어두워지는데, 이런 현상을 '주연감광(limb darkening)'이라고 한다. 흑점, 백반, 쌀알무늬 등을 관측할 수 있다. 태양은 약 27일을 주기로 자전하는데, 태양은 가스로 된 공과 같기 때문에 고체의 행성과 같이 회전하지는 않는다. 태양의 적도지역은 극지방보다 더 빠르게 회전하는데, 이러한 차등회전의 근원은 현재 태양천문학의 주요 연구분야이다.태양의 채층은 광구 위에 약 2000km까지 뻗어있다. 온도가 약 6000K에서 약 10,000K로 불규칙한 층이다. 이 정도의 높은 온도에서 수소는 불그스레한 색의 빛을 방출하는데, 이것은 개기일식 동안에 태양의 가장자리 위로 올라오는 홍염을 통해 확인할 수 있다. 또한, 특정 필터를 통해 관측하면, 채층의 자기장 요소들과 흑점 주위의 밝은 플라주(Plages), 태양 외부를 가로지르는 어두운 필라멘트, 그리고 가장자리 위로 나오는 홍염과 같은 태양의 특징들을 관측할 수 있다.전이영역은 얇고 매우 불규칙한 태양의 대기층으로 뜨거운 코로나와 상대적으로 온도가 낮은 채층을 분리한다. 열은 코로나에서 채층으로 흐르며 이 과정에서 온도는 1,000,000K에서 약 20,000K까지 빠르게 변한다.코로나는 이온화된 기체가 높이, 넓게 퍼져있는 상층 대기권이다. 코로나의 형태와 크기는 일정하지 않지만 일반적으로 흑점과 관계가 깊다. 흑점이 최소일 때 코로나의 크기는 작고 최대일 때는 크고 밝으며 매우 복잡한 구조를 갖는다. 코로나는 광구의 빛이 달에 의해 완전히 차단되는 개기일식 때에만 볼 수 있는데 태양의 가장자리로부터 멀리까지 뻗어있는 밝은 빛이 바로 코로나이다. 코로나의 온도는 약 1,000,000K나 되는데, 이런 높은 온도에서 수소와 헬륨은 모두 전자를 완전히 잃어버리게 되고, 철, 칼슘과 같이 상대적으로 무거운 원소들 만이 전자를 남길 수 있다. 코로나의 스펙트럼에서는 이렇게 고도로 이온화된 무거운 원소들에 의한 방출선을 확인할 수 있다.핵은 수소 핵융합반응이 일어나는 태양의 중심부이다. 수소가 헬륨으로 바뀌는 이 반응에서 많은 에너지가 방출된다. 반응은 높은 온도와 밀도를 필요로 하는데, 태양 중심부의 온도는 약 15,000,000K이고 밀도는 약 150g/cm³(금이나 납의 밀도의 약 10배)나 된다. 온도와 밀도 모두 태양의 중심으로부터 멀어지면서 줄어들며, 핵반응은 핵의 중심으로부터 표면까지 거리의 약 25%를 지나면 거의 일어나지 않는다. 바로 그 지점에서 온도는 중심부의 반값이 되며, 밀도는 약 20g/cm³로 줄어든다.태양의 복사층은 핵에서 나온 에너지를 복사의 형태로 대류층까지 전달하는 구간이다. 복사층은 핵 외부의 가장자리에서부터 대류층 바닥의 접합층까지 뻗어있다. 핵에서 발생된 에너지는 복사층을 통해 입자에서 입자로 튀어 오르는 빛에 의해서 옮겨진다. 광자들은 빛의 속도로 이동하지만, 각각의 광자가 접합층에 도달하기까지 불투명한 물질을 통과하며 수없이 많은 입자와 충돌하기 때문에 약 17만 년의 시간이 필요하게 된다. 태양의 중심 방향에서 외곽의 대류층 방향으로 이동하면서 복사층의 밀도는 20g/cm³에서 0.2g/cm³까지 떨어진다. 그리고 온도는 약 7,000,000K에서 약 2,000,000K로 떨어진다.태양의 접합층은 복사층과 대류층 사이에 놓인 부분이다. 접합층의 자기운동에 의해 태양 자기장이 발생한다고 여겨지고 있다.대류층대류층은 태양 내부에서 가장 외부에 있는 층이다. 대류층은 태양 표면에서 밑쪽으로 약 200,000km 깊이에서부터 시작되고, 온도는 약 2,000,000K이다. 이 층에서는 복사를 통해 에너지를 전파할 수 있을 만큼 밀도나 온도가 높지 않기 때문에, 복사가 아닌 열대류가 일어난다. 태양 표면에서, 온도는 6000K까지 떨어지며 밀도는 단지 0.0000002g/cm³ 밖에 되지 않는다. 대류층의 대류운동은 쌀알 무늬가 생기는 원인이 된다.태양은 고체가 없는 가스로만 구성되어 있습니다.