안녕하세요. 홍기윤 전문가입니다.
화학
Q. 수소는 어떻게 만들어 지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.수소를 공기중에 산소와 결합해서 전기를 만들어 사용되는 수소전기자동차는 이 만들어져 전혀 환경에 문제가 되지는 안지만 수소를 만드는 과정에서 하면서 오히려 지구 온난화의 주범이 되기 때문에 장기적으로 고민해 봐야 하는 문제이다. 1.화석연료원유, 석탄, 천연가스(CNG) 등 화석 연료를 촉매 등을 이용하여 수소를 생산 (이산화탄소 발생)2.부생가스제조공장, 화학공장으로부터 발생하는 부산물에서 수소를 분리하여 정제 생산 (이산화탄소 발생)3. 바이오 매스음식물 쓰레기 등으로부터 생성되는 메탄 가스 등을 촉매 등을 이용하여 수소 제조생산 (이산화 탄소 발생)4. 자연에너지태양광, 풍력 등으로 전기를 생산, 그 전기로 동력발생(이산화탄소 발생 없음)-에너지 효율 적음출처:모빌리티 자동차연구소
지구과학·천문우주
Q. 바퀴는 어느시대에 어느 문명이 만들었는지요
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.오늘날을 ‘자동차 문명’이라 해도 과언이 아닐 것이다. 이 ‘자동차 문명’을 가능케 한 위대한 발명품 중 하나는 바로 바퀴이다. 바퀴는 고대문명의 발상지인 메소포타미아에서 처음 그 모습을 드러냈다고 알려졌다. 티그리스강과 유프라테스강을 끼고 있는 메소포타미아에서 바퀴는 그릇을 빚는 도자기 물레로 처음 쓰였다고 한다.도자기 물레로 쓰이던 바퀴가 어떻게 탈 것의 일부로 진화한 것일까? 고고학자들의 발굴에 의하면 바퀴를 단 탈 것의 흔적이 기원전 4천년 경 메소포타미아, 중앙유럽지역 문명들에서 발견됐다고 한다. 바퀴를 단 탈 것의 등장은 짐을 나르는 방식의 변화와 가축 사육의 진화와도 밀접한 연관을 맺고 있다. 출처:물리산책
전기·전자
Q. 전기장판을 사용하고 있는데 몸에 얼마나 안좋나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.전기장판이나 담요 등을 사용하게 되면 태아에게 선천적으로 요로계 기형 위험이 나타날 확률이 4배 이상 증가된다고 합니다. 또한 당시에 사용하는 시간이 길수록 위험도가 높아지는 것으로 파악되었는데요. 더불어 국내에서는 각종 생활용품에서 나오는 전자파에 노출되었을 시 숙면을 방해할 수 있다는 것으로 나타났습니다. 장기간 강력한 전자파에 접하게 되면 스트레스를 받으면 발생하는 호르몬이 많아지게 되면서 잠을 방해하는 것인데요.그 밖에도 20mG 이상 되는 전기장판 전자파에 노출 시 심박 간격이 증가되기도 합니다. 하지만 현재 시중에서 구할 수 있는 제품은 모두 전자파 인체보호 기준에 적합한 것인데요.전파법 제47조의 2 제1항의 규정에 준수하여 만들어진 것이기에 큰 걱정은 하지 않으셔도 됩니다.출처:생활상식
지구과학·천문우주
Q. 지구 의 자전이 반대로 돈다면 지구 환경은 어떻게 변할까요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.지구가 정상적으로 돌다가 거꾸로 돌면 거꾸로 바뀌는 에너지에 의해 엄청난 바람과 파도가 발생한다. 거대한 파도와 바람은 지상에 있는 거의 모든 것을 지워버리게 된다.그런데 이런 부분을 건너 뛰어 우리의 자구가 지금 반대 방향으로 돌고 있다고 가정해보면 우리는 태양과 달이 서쪽에서 뜨고 동쪽으로 지는 것을 보게 될 것이다.우리나라는 편서풍영향권에 놓여있다. 편서풍이란 남북 양반구에 존재하는 것으로 서쪽에서 동쪽으로 부는 띠 모양의 바람이다.편서풍이 생기는 이유는 크게는 지구 자전 방향에 의해 생기는 거다. 그런데 지구가 반대로 자전하게 되면서 편서풍이아닌 편동풍으로 바뀌는 것이다. 편서풍에의해서 대륙성 기후를 받고 있는 대한민국은 편동풍에 의해 세계에서 가장 크고 광활한 태평양의 영향을 받게 되고 대륙성 기후에서,해양성 기후로 바뀌게 되는 것이다. 연교차와 일교차가 줄어들게 되면서 우리가 알고 있는 뚜렷한 사계절은 더이상 볼수 없는 이야기다. 옷도 계절 별로 준비할 필요가 없게 되니, 그보다 좋은 건 중국의 미세먼지에 영향을 받지않게 된다는 점이다. 바람이 반대로부니 우리의 오염물질을 바로 중국에 보낼수 있다는 것이다. 대한민국의 대기는 휠씬 깨끗해질 것이고, 대기오염으로 인해 죽느 사람들의 수도 훨씬 줄어들 것이다. 이 뿐만이 아니라 자전의 방향이 바뀌면 해류의 방향도 바뀌게 된다. 해류는 지구의 오도를 조절하는데 있어서 결정적인 역할을 한다. 이 해류는 가만히 있는게 아니라계속해서 움직이는데 북반구에서는 해류가 시계방향으로, 남방부에서는 반 시계 방향으로 돌고있는 해류가 서로 반대로 바뀌게 된다. 그레서 대한민국은 주변에 비해 수온이 낮은 한류의 영향권을 놓이게 되어, 지금보다 추워지고 비도 적게 올 겁니다. 대략 서유럽과 비슷한 날씨로 바뀌게 될것이다. 전반적으로 본다면 대한민국은 온화한 기후로 생활이 더 풍요로워 지게 될거고서유럽은 대륙성 기후로 인해 여름은 덥고 겨울은 추운기후를 맞아 지금의 동북아시아의 비슷한 생활로 바뀌게 된다. 전체적인 지구를 우주에서 본다면 더 푸르른 녹색이 많아질 것이다. 남아메리카의 아마존 우림은 사라지고 아마존은 사막으로 바뀌지만 보다 휠씬 큰 아프리카의 사하라 사막은 사막이아닌 사하라 윔으로 바뀌게 되고, 지구는 더 푸르러지고 지금보다 산소도 더 많아진다.산소가 많아지면 벌레의 크기가 더 컸을 것이다. 시뮬레이션을 통한 수치로 본다면 사막지역에 약42 Mio km2에서 31Mio km2로 줄어들게 된다.엄청난 차이다 . 지구온난화도 해결되고 사람과 동물이 거주할 수 있는 지역도 더 많이 늘어나게 될거다. 전체적인 지구의 온도도 조금 떨어진다고 하니 지구의 자전이 반대였다면 인간이 망쳐놓은 지금의 지구한테는 더 좋았겠네요.출처:재미팡팡 블로그
전기·전자
Q. 양자역학에서의 양자 상호작용의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.양자 얽힘(Quantum Entanglement)은 양자역학의 중요한 현상으로, 두 개 이상의 양자 시스템이 서로 물리적으로 떨어져 있음에도 불구하고 놀라운 상호 의존성이 존재하는 현상이다. 이 현상은 양자 역학에서 특유한 원리로 이해되며, 일상 세계에서 경험하는 것과는 매우 다른 특성을 갖고 있다.양자 얽힘은 두 입자가 먼 거리에 있어도 계속 연결되어 한 입자에 행해지는 작용이 다른 입자에게도 즉각적으로 영향을 미치게 하는 물리적 현상을 의미한다. 두 양자가 얽혀 있다면, 하나의 양자 상태가 변화하면 다른 양자 상태도 즉시 그에 반응하여 관련성을 보인다. 이 현상은 두 양자 사이의 정보 전달 없이 일어나기 때문에, 정보가 빛의 속도를 초과하여 전달되었다고 해석하면 안 된다. 따라서 이는 인과 관계에 기반한 전통적인 물리학과는 다른 새로운 현상으로 해석된다.예를 들어, 두 입자를 일정한 양자상태에 두어 두 입자의 스핀이 항상 반대가 되도록 하자. (예를 들어 두 스핀의 단일항 상태.) 양자역학에 따르면, 측정하기 전까지는 두 입자의 상태를 알 수 없다. 하지만 측정을 한다면, 그 순간 한 계의 상태가 결정되고 이는 즉시 그 계와 얽혀 있는 다른 계의 상태까지 결정하게 된다. 이는 마치 정보가 순식간에 한 계에서 다른 계로 이동한 것처럼 보인다.출처:나무위키
화학
Q. 어제뉴스보니 일가족 캠핑서 일산화탄소중독 이렇게나오던데 얼만큼위험한가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.흔히 ‘연탄가스 중독’이라고 잘 알려져 있는 일산화탄소 중독은 탄소가 포함된 물질이 불완전 연소되면서 발생하는 무색, 무취, 무미, 비자극성 가스인 일산화탄소에 중독된 상태를 말한다. 연탄 사용이 줄고 도시가스 또는 난방유 등을 사용하는 가정이 늘고, 불완전 연소를 줄이고 누출가스를 차단하는 보일러 제작 기술이 발달함에 따라 일산화탄소에 중독되는 환자 수는 급격히 감소하고 있다.최근에는 화재현장에서 구출된 사람이나, 히터를 켜 둔 채 환기가 되지 않는 자동차에서 잠을 자다가 일산화탄소에 중독되는 것이 문제되고 있다. 흡입된 일산화탄소가 산소 대신 헤모글로빈과 결합하여 산소가 각 조직으로 제대로 운반될 수 없기 때문에 저산소증이 생긴다.출처:서울대병원
전기·전자
Q. 김치도 과학이다하는데 김치냉장고의 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.김치냉장고는 일반냉장고에 비해 뛰어난 냉기 단속 능력으로 김치를 오랫동안 보관할 수 있도록 한 것이다. 일반냉장고는 문을 열면 외부의 공기가 냉장고 안으로 들어간다.그러나 김치냉장고는 서랍식, 또는 상부 개폐식으로 만들어져 문을 열어도 외부의 따뜻한 공기가 들어가기가 어렵다. 따뜻한 공기가 차가운 공기보다 밀도가 작기 때문이다. 이러한 원리로 김치냉장고는 온도 변화를 적게 하여 오랫동안 식품을 신선하게 보관할 수 있는 것이다.출처:원리사전
토목공학
Q. 우리나라에 차가 다니는 도로가 아스팔트로 포장된 이유가 있나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.도로의 교통량 ·교통하중 ·노상지지력 등에 따라 자갈길에 역청재(瀝靑材)를 소량 사용한 간단한 것으로부터 고급포장에 이르기까지 목적에 맞게 자유로이 포장할 수 있는 것이 큰 특징이다. 일반적인 구조는 아스팔트 표층과 기층(基層), 그 밑에 있는 상층노반 및 하층노반으로 이루어져 있고, 표층과 기층은 쇄석 ·모래 ·석분(石粉)과 아스팔트를 가열 ·혼합하여 이것을 고르게 갈아 롤러로 단단히 다진 것이다. 대체로 표층은 조성배합(組成配合)을 치밀하게 하고 기층은 어느 정도 성기게 한다. 외관이 곱고 티끌이나 먼지가 나지 않으며, 교층에 의한 소음이 적고, 노면이 평활하여 저항이 작다. 또 방수성이 크고 청소가 쉽고 무거운 차량에도 견딜 수 있는 장점이 있다.출처:두산백과
전기·전자
Q. 반도체란 정확하게 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.반도체는 상온에서 전기 전도율이 구리 같은 도체하고 애자, 유리 같은 부도체의 중간 정도인 물질이다.일반적으로 전기적으로 도체와 절연체 사이의 성질을 띠고 있는 물질이라고 하나,[1] 정확한 정의를 위해서는 에너지 띠(Energy Band)와 금지대역 또는 띠틈(Forbidden Zone/Band Gap) 등 양자역학적 개념이 필요하다. 대표적으로 탄소-규소-저마늄[2]으로 이어지는 14족의 물질들이 이에 해당하며, Ga[3], As와 같이 13-15족 등 14족을 가운데로 하는 두 물질의 화합물도 이 성질을 갖는 경우가 있다.가장 많이 쓰이는 반도체 소재는 규소 결정에 불순물을 넣어서 만든 것들이다. 주로 증폭 장치, 계산 장치 등을 구성하는 집적 회로를 만드는 데에 쓰인다.출처:나무위키
생물·생명
Q. 왼쪽 눈에 비문증이 있는거 같은데요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.비문증은 실같은 검은 점, 떠다니는 거미줄, 그림자 또는 검은 구름 등으로 다양하게 표현된다. 시신경유두부에 유착되어 있던 신경교조직이나 농축된 유리체 또는 동반된 유리체출혈이 후유리체박리로 인해 자유로이 유리체강내에 떠다니고 환자가 이를 자각하는 것이다.후유리체 박리는 유리체 피질과 망막 내경계막이 분리되는 것을 지칭하며 중심와 주변 후극부에서부터 시작된다. 후유리체박리는 비정상적인 현상이라고 간주될 수도 있지만, 노인에서의 유리체-망막유착에 따른 합병증 발생 위험을 경감시키는 예정된 노화 과정이라고 생각할 수도 있다.후유리체박리로 갑작스런 비문증이 생기게 된다. 후유리체 박리는 유리체 피질과 망막 내경계막이 분리되는 것을 지칭하며 중심와 주변 후극부에서부터 시작된다. 후유리체박리는 비정상적인 현상이라고 간주될 수도 있지만, 노인에서의 유리체-망막유착에 따른 합병증 발생 위험을 경감시키는 예정된 노화 과정이라고 생각할 수도 있다.증상이 있는 후유리체박리의 경우 약 15%에서 망막열공이 실제로 발생하는 것으로 알려져 있다. 따라서 증상이 있는 경우 병원에 내원하여 안저검사 등을 시행하여 망막을 확인하는 것이 필요하다. 망막열공이 발생하게 되면 망막박리를 예방하기 위하여 레이저광응고술을 시행하게 된다.출처:서울대병원