안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
화학
Q. 갑각류는 왜 익히면 빨갛게 변하나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.갑각류의 껍질에는 단백질 성분 중 하나인 크로마토게닌(chromatogen)이 포함되어 있습니다. 이 크로마토게닌은 음식이 불에 구워질 때 열에 의해 분해되어 산화되고, 이 과정에서 색소를 생성하게 됩니다. 이 색소는 새우, 꽃게 등 갑각류의 껍질에 붉은색을 띠게 됩니다.따라서, 갑각류의 껍질이 불에 익히면 붉은색이 되는 이유는 크로마토게닌이 산화되어 색소가 생성되기 때문입니다. 이러한 색소 생성 반응은 신선한 갑각류의 껍질에도 일어나며, 불을 이용해 조리하면 더욱 강하게 나타납니다.
화학
Q. 암모니아 추진선박의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.암모니아는 액체상에서 높은 비열과 높은 분자량을 가지고 있어서 연소시 생성되는 열에너지를 효율적으로 수용할 수 있습니다. 이에 따라 암모니아 연료는 같은 발열량을 가진 석유 연료에 비해 더 많은 작업을 할 수 있습니다. 또한, 암모니아는 연소시 녹말과 같은 탄소 배출물 대신 질소와 물방울을 방출합니다. 이는 대기오염 및 온실 가스 배출을 줄일 수 있습니다.암모니아 추진선박에서는 암모니아를 연료로 사용하여 동력을 발생시키는 방식으로 작동합니다. 이를 위해서는 먼저 암모니아를 압축하여 액체상태로 유지하고, 그 후 액체 암모니아를 가열하여 증기화시키는 프로세스를 거쳐야 합니다. 이렇게 생성된 암모니아 증기는 엔진에서 연소되어 동력을 발생시키게 됩니다.하지만, 암모니아를 추진력으로 사용하는 방식은 일반적인 연료와는 달리 고온과 고압을 요구합니다. 또한, 암모니아를 다룰 때 생기는 유해 가스를 처리해주어야 하는 등의 기술적인 문제점이 존재합니다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 추가적인 기술적 개발이 필요합니다.그러나 친환경적인 면에서 암모니아 추진선박은 매우 유망한 기술입니다. 이러한 기술의 개발이 확대되면 대기 오염과 온실 가스 배출량을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다.
생물·생명
Q. 물속에서 눈을 떠도 인체에 문제 없나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.눈은 뇌와 직접적으로 연결되어 있지는 않습니다. 하지만 눈은 시각 정보를 뇌에 전달하여 인지하게 되는 중요한 역할을 합니다. 그리고 만약 물속에서 눈을 뜬다면, 물이 눈에 들어가서 눈을 자극할 수 있으며, 눈이 차가워져서 혈액순환이 감소할 수 있습니다. 이러한 상황은 일시적으로 눈에 피해를 주지만, 심각한 영향을 뇌에 미치지는 않습니다.하지만 물속에서 눈을 뜬 상태로 오랫동안 있으면, 체온을 떨어뜨리고 호흡곤란 등의 증상이 나타날 수 있습니다.
화학
Q. 김치를 담글때 어떤 미생물이 김치의 맛과 향에 어떤 영향을 미치는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.유산균, 밀봉균, 발효균 등이 있습니다. 이들 미생물이 김치의 맛과 향을 형성하는 역할을 합니다.유산균은 김치 발효 과정에서 가장 중요한 역할을 합니다. 이는 김치에 특히 많이 포함되어 있는 미생물 중 하나로서, 락토바실러스종과 스트렙토코커스종 등이 대표적입니다. 이들 유산균은 김치 내에서 설탕과 미각세포가 생성하는 아미노산 등을 분해하여 육즙감과 고소한 맛을 형성하게 됩니다.밀봉균은 김치가 무를 발효시키면서 생기는 이산화탄소를 이용하여 산성을 유지하고, 김치 내의 유산균이 생장하기 좋은 환경을 조성합니다. 밀봉균에는 렙토스포라종, 슈가로바코터종, 로도코커스종 등이 있습니다.발효균은 김치의 발효과정에서 산성화를 촉진하는 역할을 합니다. 이들 발효균에는 빙산균, 프로프리온박터종, 엔테로박터종 등이 있습니다.이러한 미생물들이 김치의 발효과정에서 상호작용을 하면서, 김치의 맛과 향을 형성하는데 중요한 역할을 합니다. 이들 미생물의 비율과 작용에 따라 김치의 맛과 향이 달라질 수 있으며, 따라서 김치 제조 과정에서 이들 미생물의 조절과 관리가 중요한 역할을 합니다.
화학
Q. 신김치에 달걀껍질을 넣으면 왜 신맛이 줄어드나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.신김치에 달걀껍질을 넣는 것은 신김치의 신맛을 줄이는 전통적인 방법 중 하나입니다. 이유는 달걀껍질에 포함된 칼슘이, 김치에 있는 아미노산 중에서 특히 아스파르트산과 결합하여 아스파르트산의 농도를 줄여서 신맛을 줄이는 역할을 합니다.아스파르트산은 단맛과 함께 신맛을 형성하는 아미노산 중 하나로, 김치에 많이 포함되어 있습니다. 이 아스파르트산은 김치가 오랫동안 발효되면서 농도가 증가하면서 신맛이 강해지게 됩니다. 따라서 신김치에 달걀껍질을 넣으면 아스파르트산과 결합하여 농도를 줄여서, 신맛을 줄일 수 있는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양의 중력이 더 강력해진다면 지구는 점점 태양과 가까워지나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.태양의 중력이 강력해진다고 해도, 그 자체로는 지구가 태양과 가까워지게 만들지는 않습니다. 지구가 태양 주변을 공전하는 것은 태양의 중력과 지구의 질량과 운동량이 균형을 이루어서입니다. 따라서 태양의 중력이 강해져도, 지구의 운동량이 충분하면 태양과의 거리를 일정하게 유지할 수 있습니다.하지만 태양의 중력이 지구보다 강해지면, 태양의 영향으로 지구의 궤도가 조금씩 변화할 수 있습니다. 이러한 변화는 지구의 공전 궤도가 조금씩 변동하면서 발생할 수 있습니다. 이러한 변화는 지구의 공전 주기나 궤도 경로 등을 바꿀 수 있으므로, 그 결과로 기후 변화 등의 영향을 줄 수도 있습니다.
전기·전자
Q. 휘스톤 브리지에 관하여 질문있습니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.휘스톤 브리지는 전기 저항, 전기 용량, 인덕턴스의 값이 일치하면 발생하는 공진 현상을 이용하여 전류를 측정하는 장치입니다. 휘스톤 브리지는 전류나 전압의 크기, 주파수, 위상 차이 등을 정밀하게 측정할 수 있습니다.예를 들어, 반도체 제조 공정에서는 휘스톤 브리지를 사용하여 반도체 소자의 전기적 특성을 측정합니다. 또한, 무선 통신 시스템에서는 휘스톤 브리지를 이용하여 고주파 신호를 검출하고 감지하는 데 사용됩니다. 또한, 의학 분야에서는 휘스톤 브리지를 이용하여 생체 내에서 발생하는 신호를 감지하는 생체센서에도 사용됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 기압이 높은 곳에서 침을 삼키는건 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.기압이 높은 곳에서 귀가 먹먹할 때 침을 삼키면 먹먹한 증상이 일시적으로 개선되는 이유는 기압 변화와 중이나 인접한 구조물 간의 관계 때문입니다.귀는 귀를 둘러싸고 있는 공기와 귀 속의 공기 간의 압력 차이에 민감합니다. 이러한 압력 차이는 귀 속에 있는 공기가 몸 밖의 공기와 차단되기 때문에 발생합니다. 따라서 기압이 높은 곳으로 이동하면 귀 속의 공기 압력이 몸 밖의 공기 압력보다 작아지고, 이로 인해 귀가 먹먹해지는 증상이 나타납니다.하지만 침을 삼키면 입안에서 연하게 움직이는 근육이 활동하게 되어 귓속의 공기와 몸 밖의 공기를 잠시나마 연결시켜주는 역할을 합니다. 이렇게 공기가 귓속으로 흐르면 귓속의 압력이 바뀌어 귀의 먹먹함이 일시적으로 개선되는 것입니다.
전기·전자
Q. '전류의 열작용'에서 3가지 효과의 실사용에 관해서
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.제백 효과제백 효과는 전자가 고전하면서 발생하는 현상으로, 전자가 재료 표면에 충돌하면 표면의 원자나 분자로부터 전자를 제거하는 효과입니다. 제백 효과는 전자광학 분야에서 광전자를 생성하기 위해 사용됩니다. 예를 들어, 광전지에서는 태양광이 빛으로 전자를 방출하면, 이 전자를 수집해서 전기 에너지로 변환하는데 제백 효과가 사용됩니다.펠티에 효과펠티에 효과는 물질에 전기장이 인가되면 물질 내부에서 전하가 이동하면서 발생하는 열 현상입니다. 이러한 열 현상은 열전도율이 낮은 물질이나 적층박막 형태의 재료에서 사용됩니다. 예를 들어, 전자 기기에서 CPU와 GPU 등의 고성능 칩을 만들기 위해 사용되며, 반도체 제조 과정에서도 중요한 역할을 합니다.톰슨 효과톰슨 효과는 전류가 흐르는 물질의 온도가 상승하면서 발생하는 열 현상입니다. 이는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 효과로, 산업에서 열관리를 위한 장치인 열 전송기, 냉장고, 에어컨, 난방기 등에서 사용됩니다. 또한, 전기 용접에서도 사용되며, 용접 전극과 원료 사이에 발생하는 열을 이용해서 원료를 용해시키는 역할을 합니다.
전기·전자
Q. 일본의 반도체가 망하게 된 이유와 우리나라 반도체가 떠오른 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.일본의 반도체 산업이 망하는 이유는 크게 두 가지입니다.첫째, 일본의 반도체 산업이 성장한 시기가 1980년대였는데, 이때 일본은 대량 생산과 높은 품질을 동시에 이룰 수 있었습니다. 하지만 이후 일본의 고용 비용과 원자재 비용이 상승하면서, 경쟁 업체들이 더욱 경쟁력을 강화하는 가운데 일본의 반도체 산업은 경쟁에서 밀려나게 되었습니다.둘째, 일본의 반도체 산업은 기술 혁신에서 거리를 두고 있었습니다. 2000년대 이후 중국, 대만 등의 경쟁 업체들은 낮은 인건비와 강력한 정부 지원을 통해 기술 혁신과 대량 생산을 동시에 추진하면서 경쟁력을 확보했습니다. 하지만 일본은 이러한 추세에 뒤쳐졌습니다.반면에, 우리나라 반도체 산업이 떠오른 이유는 크게 두 가지입니다.첫째, 우리나라는 경제 개방 이후 반도체 산업에 대한 국가 전략적인 투자와 적극적인 지원을 통해 반도체 산업을 육성했습니다. 이를 통해 우리나라 반도체 기업들은 기술 혁신과 대량 생산을 동시에 추진하며 경쟁력을 확보할 수 있었습니다.둘째, 우리나라는 대학 등에서 인재 양성에 많은 투자를 하면서, 전문성이 높은 엔지니어를 대거 배출하고 있습니다. 이를 통해 반도체 산업에서 높은 수준의 기술을 보유한 전문가들이 많이 활약하며 우리나라 반도체 산업이 성장할 수 있었습니다.따라서, 일본의 반도체 산업이 망하는 이유와 우리나라 반도체 산업이 떠오른 이유는 각각의 역사와 환경에서 비롯된 것이라고 할 수 있습니다.