안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
전기·전자
Q. 반도체란가 무엇인지 알고 싶어요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.반도체는 전기적으로 중간 정도의 전도도를 가지는 물질로, 일반적으로 규정된 온도, 압력, 조성 등의 조건에서 제조됩니다. 반도체 소자는 대개 실리콘(Si)과 같은 반도체 물질로 만들어지며, 그 안에는 다양한 물질들이 첨가되어 전기적 특성을 조절합니다.반도체는 전기를 통제하거나 증폭하는 역할을 수행하는 소자를 만드는 데 사용됩니다. 예를 들어, 반도체 소자는 전자 기기에서 다양한 용도로 사용됩니다. 트랜지스터, 다이오드, LED, 집적회로 등이 이에 해당됩니다.반도체의 특징은 전기적으로 중간 정도의 전도도를 가진다는 것입니다. 이것은 일종의 절연체인 유리나 플라스틱과 전도성이 높은 금속간의 중간 상태를 말합니다. 반도체는 이러한 특성으로 인해, 전기적 신호를 효과적으로 제어하고 증폭할 수 있습니다.
물리
Q. 우리몸이 움직이려면 에너지가 필요하다고 하는데 에너지라고 하는게 어떤 모양?모습?으로 생긴건가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.에너지는 보이지 않는 물리적 개념입니다. 즉, 에너지는 물리적인 모양이나 모습이 없습니다. 에너지는 우리가 생각하는 물질과는 다른 개념으로, 우리가 느끼지 못하는 형태로 존재합니다.우리 몸이 움직이기 위해서는 물리적인 일(운동)이 필요한데, 이러한 일이 발생하기 위해서는 에너지가 필요합니다. 에너지는 여러 형태로 존재할 수 있습니다. 예를 들면, 운동 에너지, 열 에너지, 전기 에너지, 전자기파 등이 있습니다.인체에서 운동 에너지는 근육 내의 ATP 분자에서 나옵니다. 우리 몸이 에너지를 필요로 할 때, ATP 분자는 분해되며 에너지를 방출합니다. 이 에너지는 근육의 수축과 같은 운동에 사용됩니다.따라서, 에너지는 눈으로 볼 수 없는 개념이지만, 물리적인 일을 발생시키기 위해 필요한 중요한 개념입니다.
생물·생명
Q. 생명학 분야인것 같아서 질문 올립니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.사람의 인체와 분비물에는 염분이 함유되어 있지만, 이는 생명 유지에 매우 중요한 역할을 하는 것이므로 짠맛을 느끼기 위한 양은 매우 적습니다. 따라서 인체나 분비물 자체로는 뚜렷한 짠맛을 느끼지 못합니다.사람의 시체가 빠르게 부패하는 것은 여러 가지 요인이 작용하기 때문입니다. 시체가 사망하면 세포 내부의 대사 활동이 중단되고, 대사 활동에 필요한 ATP 등의 에너지원이 공급되지 않게 됩니다. 이로 인해 세포의 구조와 기능이 파괴되며, 세균 등의 미생물이 시체에 증식하게 됩니다. 이 과정에서 세균 등이 분해 작용을 하면서 물질이 분해되고 악취가 발생하며, 시체의 구조적 안정성이 떨어져 빠르게 부패하게 됩니다.따라서, 시체의 부패는 산화, 세균 증식 등 여러 가지 생화학적 반응이 일어나며, 이러한 과정이 빠르게 진행되기 때문에 빠르게 부패하게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 제임스 웹 우주 망원경은 어떤 성과를 내었나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope)은 아직 발사되지는 않았지만, 발사되면 매우 중요한 성과를 낼 것으로 예상됩니다. 제임스 웹 우주 망원경은 현재 사용되는 화성 탐사용 망원경인 마스토카, 허블 우주 망원경보다 더 뛰어난 성능을 가진 우주 망원경으로, 더 멀리 떨어진 천체들을 관측할 수 있도록 설계되었습니다.제임스 웹 우주 망원경은 빛의 적외선 영역을 관측할 수 있어, 더 어두운 우주 공간에서도 더 많은 정보를 수집할 수 있습니다. 이를 통해, 제임스 웹 우주 망원경은 우주의 탄생과 진화, 먼 은하의 탐색, 외계 행성과 조성의 연구 등 다양한 천문학적 주제에 대한 연구를 지원할 것으로 기대됩니다.또한, 제임스 웹 우주 망원경은 지구와 달의 뒤쪽에 위치하여 우주 환경의 영향에서 자유로우며, 높은 해상도와 민감도를 갖춘 기기를 사용하여 더욱 정확한 천문학적 관측이 가능할 것입니다. 이를 통해 우주의 탄생과 진화, 외계 행성 탐사, 우주의 구조 등에 대한 중요한 발견을 이끌어 낼 것으로 예상됩니다.
물리
Q. 물리학에서, 고립계의 열역학 법칙이란 무엇인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.고립계의 열역학 법칙은 에너지 보존 법칙과 열역학 제2법칙을 결합하여 나타납니다. 이 법칙은 고립된 시스템에서 열과 에너지가 전혀 출입하지 않을 때, 시스템의 엔트로피가 증가한다는 것입니다. 즉, 고립계 내부에서 열이나 에너지가 출입하지 않으면, 고립계의 엔트로피는 절대 감소하지 않고 최소한 일정하게 유지되거나 증가하게 됩니다.이 법칙은 열역학 제2법칙과 밀접한 관련이 있습니다. 열역학 제2법칙은 열이 자유롭게 흐르는 열역학적 시스템에서, 열은 항상 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르며, 열역학 시스템의 엔트로피는 계속해서 증가한다는 것을 말합니다. 이에 반해, 고립계의 열역학 법칙은 시스템이 완전히 고립되어 있어서 열과 에너지의 출입이 전혀 없을 때, 시스템의 엔트로피는 증가한다는 것을 말합니다.고립계의 열역학 법칙은 열역학의 기본 원리 중 하나이며, 열역학 제2법칙과 함께 열역학의 기초를 이루는 중요한 원리입니다.
화학
Q. 다크서클 없애는 방법이 있을까요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.다크서클은 눈 아래 피부의 혈액순환 부족으로 인해 피부가 얇아져서 생기는 것이 일반적인 원인입니다. 이외에도 유전적인 요인, 스트레스, 수면 부족, 불규칙한 식습관, 과도한 알코올 섭취 등 여러 가지 요인이 다크서클의 발생에 영향을 미칠 수 있습니다.다크서클을 없애는 가장 효과적인 방법은 해당 원인을 제거하는 것입니다. 예를 들어, 수면 부족이 원인이라면 충분한 수면을 취하고, 스트레스가 원인이라면 스트레스를 줄이는 방법을 찾는 것이 좋습니다. 또한, 올바른 식습관과 적절한 운동으로 혈액순환을 활성화시키는 것도 도움이 됩니다.그 외에도 다크서클 개선을 위한 다양한 방법이 있습니다. 아이스 팩이나 찬 물로 눈가를 차갑게 해주는 것도 효과적입니다. 또한, 녹차나 커피 등에 함유된 카페인 성분은 혈액순환을 활성화시켜 다크서클 개선에 도움을 줄 수 있습니다. 마지막으로, 적당한 양의 세안과 보습으로 피부 건강을 유지하는 것도 중요합니다.하지만, 만약 다크서클이 유전적인 요인에 의한 것이라면 완전히 없애기는 어렵습니다. 이 경우에는 메이크업이나 뷰티 제품을 이용하여 개선을 시도할 수 있습니다.
화학
Q. 돌에 열을 가하면 왜 터지는건가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.돌판이나 돌 삼겹살은 열을 가하더라도 터지지 않는 이유는 물리학적인 특성 때문입니다.먼저, 돌판이나 돌 삼겹살은 열 팽창계수가 낮기 때문에 열이 가해져도 크게 팽창하지 않습니다. 따라서 돌판이나 돌 삼겹살은 열을 많이 받아도 변형이 적어서 터지지 않습니다.또한, 돌은 열전도율이 높아서 열이 전해지는 속도가 빠르기 때문에 열이 골고루 전파되어 돌의 온도가 균일하게 유지됩니다. 이에 반해, 식품 같은 경우는 열전도율이 낮아서 열이 부분적으로 집중되어서 고온 부분과 저온 부분이 생길 수 있어서 터지기 쉬울 수 있습니다.하지만, 돌이 터지지 않는 것은 항상 보장되는 것은 아닙니다. 만약 돌의 내부에 강한 응력이나 균열이 존재한다면, 열이 가해짐에 따라 이 응력이나 균열이 크게 커져서 돌이 터질 수 있습니다. 따라서 돌판이나 돌 삼겹살을 사용할 때에도 과도한 열을 가하지 않는 것이 중요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에 고체로된 항성이 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.우주에서 항성들은 대부분 기체로 이루어진 행성이나 가스 또는 먼지로 이루어진 성운에 위치하고 있습니다. 이는 항성이 형성될 때, 태어날 때의 기체나 먼지의 조건이 성에 많이 모여 있기 때문입니다.항성은 중력이 충분히 강해서 내부에서 일어나는 핵융합 반응에 의해 빛과 열을 발생시키는 대량의 가스 구름입니다. 이러한 구름은 지구와 같은 고체 구조를 형성할 수 없으며, 핵융합 반응의 열과 압력을 견디기에는 너무나도 약합니다.또한 핵융합 반응의 에너지로 인해, 항성의 표면 온도는 매우 높기 때문에, 모든 고체 물질은 증기상태로 존재하게 됩니다. 따라서 항성은 기체상태로 존재하게 되며, 지구처럼 고체로 이루어진 항성은 존재하지 않습니다.
지구과학·천문우주
Q. 영화 인터스텔라에서 나온 블랙홀 모습이 실제로 확인된 사실이 있나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.영화 인터스텔라에서 블랙홀의 모습은 실제 블랙홀의 모습을 최대한 따라가기 위해 물리학자들과 상담하여 제작되었습니다. 하지만 실제 블랙홀은 광선이 태어나지 않는 특성 때문에 그 모습을 직접 관측하기가 어렵기 때문에, 그림으로 그려지는 모습이 맞는지 확인하기 어려운 상황입니다.그러나 2019년 4월에 과학자들은 M87 은하의 중심에 위치한 슈반 87 블랙홀을 처음으로 직접 촬영하였습니다. 이 사진은 블랙홀의 그림자와 그 주변의 원반의 모습을 담았는데, 이를 통해 이전까지 이론상으로만 알려져 있었던 블랙홀의 모습을 처음으로 확인할 수 있게 되었습니다. 인터스텔라의 블랙홀 모습과 실제 촬영된 블랙홀의 모습을 비교하면 유사한 부분도 있지만, 완전히 동일하지는 않습니다.
화학공학
Q. 인위적으로 금은 만들 수 없는 것인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.금을 만드는 과정 중에서는 인위적으로 금을 만들 수 없다고 알려져 있습니다. 금은 원소표의 Au로서, 원자번호 79를 가지고 있습니다. 금은 안정적인 원소로, 원자핵 안에 있는 전자와 프로턴 수가 일치합니다. 이런 안정성 때문에 금은 핵분열 반응으로 인해 생기는 원소가 아니라, 우주에서 존재하는 원소들이 별이 폭발하면서 만들어진 원소들 중 하나로 생겨난 것으로 알려져 있습니다.그렇기 때문에 금을 인위적으로 만드는 것은 원자핵 합성 반응으로 인해 원자번호가 79인 원소인 금을 만들어내는 것인데, 이는 매우 에너지가 많이 소모되는 과정입니다. 따라서 현재까지는 경제적으로나 환경적으로나 금을 인위적으로 만들어내는 것이 효율적이지 않아, 대부분의 금은 지하에서 채굴되어 사용되고 있습니다.