안녕하세요. 김형윤 전문가입니다.
토목공학
Q. 해저터널이 어떻게 만들어지나요??
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.국내에는 해저터널이 있습니다. 대표적인 예로는 부산 부민해저터널과 제주 지하해저터널이 있습니다. 해저터널은 지하철과 같은 지하공간을 만들어 지하수나 해저를 통과하는 교통수단으로 사용되며, 주로 지하수로, 천연가스관, 전력케이블 등을 설치하기 위한 목적으로 사용됩니다. 해저터널을 만드는 방법으로는 크게 두 가지가 있습니다. 첫 번째는 가장 기본적인 방법인 '드리븐 샷크(Driven shaft)' 방법으로, 지하에 구멍을 뚫은 다음 그 구멍에 콘크리트나 철재 등을 채워가며 해저터널을 만드는 방식입니다.두 번째는 'TBM(Tunnel Boring Machine)' 방법으로, 터널 공사용 특수 기계를 사용하여 지하를 뚫고 나아가며 해저터널을 만드는 방식입니다. 이 방법은 드리븐 샷크 방법에 비해 공사 기간이 더 짧고, 안전성이 높으며, 더 많은 양의 터널을 만들 수 있어 대규모 터널 공사에 많이 사용됩니다.
화학
Q. 식초와 탄산수소나트륨이 결합되면 이산화탄소가 되나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.식초와 탄산수소나트륨이 반응하는 화학반응식은 아래와 같습니다.CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2이 반응에서 CH3COOH는 식초, NaHCO3는 탄산수소나트륨을 나타냅니다. 이 반응에서 생성되는 CH3COONa는 석유화학 산업에서 사용되는 화학물질 중 하나입니다. 또한, CO2는 이 반응에서 생성되는 가스 중 하나로, 탄산음료나 빵 등의 제조에 사용됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 세상에서 가장 강한 금속은 무엇인가요.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.세상에서 다이아몬드보다 강한 광물로는 wurtzite boron nitride(붕화붕소)가 있습니다. 이 광물은 다이아몬드보다 18% 강도가 높으며, 열과 전기를 잘 전도하는 등의 물리적 성질이 뛰어나기 때문에 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.다만, 이 광물은 지하 150km 이상의 깊은 지하에서만 발견되기 때문에 대규모 생산이 어렵고, 가격도 매우 비싸기 때문에 일반적으로 사용되지는 않습니다.세상에서 가장 강한 금속은 탄소섬유강(Carbon fiber reinforced steel)입니다. 이 금속은 일반 강철에 탄소섬유를 혼합하여 강도를 높인 것으로, 강도가 매우 높아 전통적인 강철보다 더욱 내구성이 뛰어납니다. 또한, 탄소섬유강은 경량화가 가능하므로 자동차나 항공기 등 여러 분야에서 사용되어 무게를 줄이고 연료 효율성을 높일 수 있습니다. 그러나, 제조 과정이 복잡하고 비용이 상대적으로 높기 때문에 아직은 일반적으로 사용되는 강철보다는 제한적으로 사용되고 있습니다.
전기·전자
Q. 블럭체인 상에 스마트 컨트렉트 라는 기술은 ?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.블록체인의 스마트 컨트랙트는 이미 다양한 분야에서 적용되고 있습니다. 예를 들어, 금융분야에서는 보험 청구나 주식 거래 등에 스마트 컨트랙트를 이용하여 보다 투명하고 안전한 거래를 할 수 있습니다.또한, 스마트 컨트랙트는 부동산, 투표, 공급망 관리, 지적재산권 등 다양한 분야에서도 적용 가능합니다. 예를 들어, 부동산 거래에서는 스마트 컨트랙트를 이용하여 중개인을 거치지 않고 거래를 직접 할 수 있으며, 투표에서는 스마트 컨트랙트를 이용하여 보안성과 신뢰성을 높일 수 있습니다.스마트 컨트랙트는 분산 원장 기술의 특성상 중개인이 필요 없기 때문에 수수료를 절감할 수 있으며, 보안성과 투명성이 높아져 온라인으로 안전하게 거래할 수 있습니다. 따라서, 앞으로 스마트 컨트랙트가 더욱 다양한 분야에서 적용되어 실제 생활에 큰 변화를 가져올 것으로 예상됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 소행성에서 광물을 캘수있나요??
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.지구에서 로켓을 발사하여 소행성에 도달하여 광물을 채취하는 것은 가능합니다. 이전에도 여러 나라에서 소행성 조사를 위한 미션을 수행한 바 있으며, 미국 NASA의 오사이리스-렉스(Osiris-Rex) 미션은 2020년 10월 소행성 베누(Bennu)에 착륙하여 표본을 채취하였습니다.소행성은 우주에서 흔히 발견되는 천체 중 하나이며, 지구와 매우 가까운 곳에 위치하고 있어 상대적으로 비교적 쉽게 도달할 수 있습니다. 그러나, 로켓 발사와 운행, 소행성 착륙 및 채취 등에는 많은 기술적인 어려움과 위험이 따르기 때문에 매우 복잡하며, 거대한 예산과 많은 시간과 인력이 필요합니다.
화학
Q. 옷을 건조기로 건조하면 옷이 작아지는 원리
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.세탁 후 건조기로 옷을 말리면, 옷이 작아지는 원인은 건조기에서 발생하는 고온과 마찰력입니다. 건조기에서는 옷을 마치 손으로 비벼주는 것처럼 회전하면서 말리는데, 이 과정에서 마찰력이 발생하면서 옷의 섬유 구조가 손상될 수 있습니다.이러한 손상으로 인해 옷의 섬유가 수축되어 작아지는 것입니다. 반면에, 햇빛에 말리는 경우에는 고온과 마찰력이 발생하지 않기 때문에 이러한 문제가 발생하지 않습니다.따라서, 옷을 건조기에 말리는 경우에는 작은 옷을 입어보고 건조를 시작하기 전에 라벨의 안내를 확인하고, 가능하다면 낮은 온도와 부드러운 회전으로 건조하는 것이 좋습니다.
화학
Q. 공포를 느끼면 왜 털이 곤두서게 되나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.공포를 느낄 때 털이 곤두서게 되는 것은 동물의 본능적인 반응 중 하나입니다. 이러한 반응은 머리부터 발끝까지 통제할 수 없는 자발적인 과정으로서, 몸의 표면 온도를 일시적으로 올리고, 털이 곤두서게 되어 몸을 보호하는 역할을 합니다.이러한 반응은 고대 동물들이 위협적인 상황에서 생존을 위해 발전한 것으로, 인간 또한 이러한 본능적인 반응을 보일 수 있습니다. 공포나 위협적인 상황에서 털이 곤두서게 되는 것은 체내 호르몬 농도의 변화에 의해 유발되며, 이는 몸을 방어하기 위한 자연스러운 반응입니다.
지구과학·천문우주
Q. 내용물이 가득차있는 술병이 왜 물위에 뜨는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.내용물이 가득 찬 술병이 물 위에 뜰 수 있는 이유는 부력의 원리 때문입니다. 부력의 원리는 물체가 물에 떠 있는 상태에서 상승하는 힘입니다. 이는 물체와 물 사이에 발생하는 압력 차이로 인해 발생합니다.술병이 물 위에 뜨는 것도 마찬가지로, 술병의 부피가 물에서 밀도가 높기 때문에 부력이 발생합니다. 또한, 술병 안의 알코올과 물의 혼합물은 물보다 밀도가 작기 때문에 물 위에 떠 있을 수 있습니다. 하지만, 내용물이 너무 많아서 술병의 무게가 물보다 무겁게 되면 부력이 작용하지 않아 술병이 물 밑으로 가라앉을 수 있습니다.
생물·생명
Q. 하인리히 렌츠는 어떤 인물이었나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.하이리히 렌츠는 독일의 수학자이며, 19세기 중엽에 활동하였습니다. 렌츠는 대수학, 해석학, 수론 등 다양한 분야에서 활약하였으며, 특히 해석학 분야에서 굉장한 업적을 남겼습니다. 렌츠는 함수 개념을 현대적인 방식으로 발전시켰으며, 미적분학의 기초를 다지는 중요한 역할을 하였습니다. 또한 렌츠는 수학의 무한성에 대한 철학적인 고찰과 현대 수학의 기초를 다지는 데 기여한 작업으로도 유명합니다. 렌츠의 업적 중에서 가장 유명한 것은 분석학에서 유용한 도구인 렌츠 급수(Riemann series)입니다. 렌츠 급수는 무한급수의 개념을 발전시킨 것으로, 매우 다양한 함수를 근사할 수 있어서 수학에서 매우 중요한 역할을 합니다.
화학
Q. 미세플라스틱으로 인한 지구의 오염이 우리 인간에게 생물학적으로 어떤 영향을 미치는지요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.미세플라스틱은 작은 입자로서, 환경에 배출되면 물, 공기, 생태계 등 다양한 곳에서 발견될 수 있습니다. 이러한 미세플라스틱이 인간에게 미치는 생물학적인 영향은 여러 연구에서 조사되고 있습니다. 일부 연구 결과에 따르면, 미세플라스틱을 섭취하면 소화기관에서 흡수되어 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 미세플라스틱이 발견된 물을 마시는 경우, 인체에 직접적인 영향을 미치는 것은 아니지만, 장기적으로 긴 시간 동안 미세플라스틱이 노출될 경우 건강에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 하지만, 미세플라스틱이 인체에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 초기 단계에 있어 정확한 결과를 도출하기 어렵습니다. 따라서, 미세플라스틱이 발견될 가능성이 높은 환경에서는 가능한 최소한으로 노출되는 것이 좋습니다.