안녕하세요. 플랜트 엔지니어 장철연 전문가입니다.
생물·생명
Q. 개에 비해서 고양이는 가축이나 반려로서 상대적으로 야생성이 더 많은건가요?
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.고양이과 동물과 개과 동물의 차이에서 오는데요고양이과 동물은 영역동물, 개과동물은 무리동물입니다. 그 차이에서 오다보니 고양이는 자기영역을 안벗어나다 보니 혼자다니고 숨고 영역침범하면 발톱을 세우는데개는 주인이속한집단에 속하기위해 애교도 부리고 말도 듣고 하는 것이지요
화학
Q. 기름과 물은 섞이지 않는데 그 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.물과 기름이 섞이지 않는 이유는 단위부피당 질량이 다른 밀도가 다르기 때문인데요 밀도의 기준을 물로 잡았을때 우리는 그걸 비중이라는 단위를 씁니다 비중이 물보다 가벼우면 물위로 뜨고 무거우면 가라앉게 되는거죠 그 비중에 분자의 결합각 구조가 물이랑 결합이 잘되는 구조(친수성)면 잘 녹아들어가고, 물이랑 결합이 구조면(소수성) 잘 안 녹아듭니다물과 기름은 비중도 다르고 기름도 소수성이기에 극명하게 Phase가 나뉘게 되는 것이지요 하여 화학적으로 비누같은 계면활성제를 쓰게 되면 소수성 분자구조를 폼모양으로 둘러싸게되고(미쉘)둘러싼 분자구조가 친수성을 띄게 되면서 물어 기름이 녹아들게 되는데 화학적이 아닌방법을 찾으신다면 아무래도 기계적장치로 물과 기름이 섞이게 만들 수도 있습니다. 특정 진동에 버블젯을 주게되면 그 버블이 미쉘을 형성하여 물과 기름이 섞이게 되는데 아무래도 화학적으로 섞는게 가격이 싸다보니 질문자주변에서는 화학적방식이 익숙하실듯 합니다
생물·생명
Q. 모기는 피를 가지고 알을 만든다고 하는데 어떻게 피가 알이 되는 것인가요.?
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.소화와 분해 흡수시 TCA 사이클에 따라서 분해하게됩니다. 우리 몸안에서 실제로 분해되어 피를 통해 전달되어 필요한곳에 에너지를 전달 후 합성이 되지요
전기·전자
Q. 음극제에서 실리콘으ㅔ 역할이 무엇인가요?
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 에너지밀도가 약 10배 높아 전기차의 주행 거리는 늘리고, 급속 충전 설계가 쉬워 충전 속도를 단축할 수 있다는 장점이 있습니다. 게다가 실리콘은 친환경적이고 지구상에 풍부하게 존재해 경제적인 소재이기도 하구요 장점에도 불구하고 실리콘 음극재는 배터리 충전 시 4배가량 팽창하는 문제와 팽창한 음극이 방전할 때 이전과 같은 형태로 돌아오지 않는다는 위험성이 있어서 배터리 업계는 실리콘 구조 안정화를 위한 연구 개발을 진행하고 있으며, 배터리의 부피 팽창 부작용을 어떻게 빨리 개선하느냐가 시장 주도권을 확보할 수 있는 포인트가 될 것이라 보고 있습니다
토목공학
Q. 아파트 옥상 틈새에서 자라는 잡초를 없애는 방법이 있을까요?
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.수많은 제초제가 있지만 아무래도 주거지다보니 어려운 상황이신가 봅니다. 아파트 옥상이면 다들 관리비를 내는 아파트일텐데 사람을 써서 잡초를 일괄 제거 후 방수페인트 또는 에폭시를 싹 빈틈없이 바르는걸 추천드립니다. 다른이야기지만 제 부모님이 83년 준공된 아파트인데 그렇게 정리를 했다고 하시네요
화학공학
Q. 희석 소독약(포비돈 요오드액)에 곰팡이 발생
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.포비돈은 포비돈요오드용액의 주요살균효과는 요오드에 있습니다. 요오드는 매우 불안정한 성분이기 때문에 물에 잘 녹아 있을 수 없지요. 이 때문에 망 구조를 가진 고분자포비돈을 사용해 물에 요오드가 잘 녹아 있게 만든 것이 포비돈요오드용액입니다포비돈요오드용액의 소독효과가 나타나기까지는 용액이 건조되는 시간, 즉 30~60초 정도 걸리는데 포비돈분자에서 서서히 방출된 요오드는 미생물의 세포벽을 빠르게 통과해 세포막과 단백질, 효소, DNA 등을 파괴하고 광범위한 살균효과를 보이고. 곰팡이, 바이러스, 원충류, 세균류 등 거의 모든 병원균을 살균하며 피부자극이 적고 지속시간이 길어 세정제부터 소독제, 가글, 구강스프레이까지 광범위하게 사용되고 있습니다.질문자님께서는 희석시켜서 살균제로 쓰려하신것 같은데 살균할 수 있는 분자량보다 그 이상으로 물에 희석해서 사용하신듯 합니다. 처음 희석시는 소분해놓은 병안에서 살균이 잘되다 포비돈 분자가 다 소모되고 소독되어 죽어버린 균들을 먹이로 삼아 곰팡이가 피어버린듯 합니다
생물·생명
Q. 생명공학에서 인공장기, 인공세포, 인공유전자 등의 개념과 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.생명공학에서 인공장기 인공세포 인공유전자 개념은 실질적인 유전 또는 화학적 반응에서 공장에서 찍어내는 메뉴팩쳐로 넘어간다 생각하시면 됩니다인공장기같은 경우는 이미 어느정도 실현되어있습니다. 기계식 인공심장이 그런경우 입니다. 그러나 아무래도 기계식이다보니 부작용도 있고 그렇죠 하여 현재는 사람에게 장기이식을 할 수있게 LMO된 동물을 유전자 개량을 하거나 줄기세포 베이스로 인공적인 실험실 환경에서 배양을 시도 하는 추세입니다.인공세포 같은 경우도 마찬가지인데요 세포단위에서는 오히려 부속품처럼 원하는 세포를 배양하고 있습니다 생의학 생화학 또는 식음료 산업에서 각광받고있는데요 최종적으로는 논밭농장이 아닌 유전적인 타켓인 세포른 배양해서 지하넓은 공동같은 곳에서도 배지에 양분만 주면 자라나는 인공고기 인공작물을 연구중에 있습니다. 식물쪽은 인공광합성이라는 목표가 있지만 아직 개념적단계라고 하네요인공유전자같은 경우는 아무래도 위의 두가지 예시들을 봣을때 중복되는경우가 많습니다. 하여 (가타카) 라는 영화를 추천드립니다 아무래도 윤리적인 요소가 많다보니요
생물·생명
Q. 앞으로 생길 최첨단 기숳 개발중이거나 상상되는거 알고싶어요
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.상상의 영역이다보니 뇌피셜을 첨부해서 적겠습니다.여러가지 인류의 과제들이 있는데1.초전도체2.대머리 치료제3.가상현실외에도 여러가지가 있지만 우선 3가지만 이야기를 해보겠습니다초전도체 그중 상온초전도체면 말해뭐하겠습니까 아바타 영화에서 그 초전도체를 얻기위해 멀리 타행성을 침공할 정도로 인류입장에서는 무조건 진보를 위한 해결과제입니다. 에너지 전환율을 극복할 수가 있게되는데 물을 끓여서 증기터빈을 돌리고 그걸 또 터빈 발전한 전기로 변전소 전선 충전기를 통해 핸드폰을 하고 있지요 이 과정에서 물을 끓일때 에너지 전달과정에서 손실되는것이 있는데 열, 마찰력, 소리, 진동등 어마 무시합니다. 그 모든것을 손실없이 전달하게 된다면 에너지가 모자라서 못했던 인류의 모든일을 할 수있게 될겄습니다. (매스드라이버, 양자포탈, 공중도시, 이온추력엔진등등 초소형 양자컴퓨터 등)2 대머리 치료제 같은 경우는 우스꽝스러울 수 있지만 아예 죽어버린 모낭을 살린다는 것이기에 수명이 다한 죽은 세포를 유전적인 기억 그대로 살리는 영역입니다. 거의 부활과 영생의 영역이며, 하여 현 치료방식은 기 세포사멸 억제 및 증식으로 가닥이 잡혀있답니다.3.가상현실같은 경우 고글쓰고하는 그런 AR유사나 메타버스가 아닌 실제 시공간 촉감 기억까지 꿈꾸듯이 정신만 접속해서 할 수 있는 기술력이다 라는 전제로 설명드리겠습니다 (예시 영화: 레디플레이어원, 써로게이트)우리의 기억이라는 영역에 촉감 향기 맛등 모든것을 신경적으로 뇌내에 정보를 넣게 됨으로서 가상현실에 구현하게 되는데 뇌내에 정보를 데이터 스토리지처럼 업로드 다운로드를 하는 세상이 도래하게 될것입니다. 공부에서 해방되는 그날이네요
화학
Q. 공기의 온도를 계속 올리게 된다면 수증기가 얼마나 들어갈 수 있을까요?
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.포화수증기량은 온도에 비례해서 올라가게되는 정량적 관계입니다 수만도면은 수만도에 상응하는 부피른 구현해야하는데 기하급수라 상상하기도 힘드네요...ㅋㅋㅋ
전기·전자
Q. 태양광 발전의 전기생산 원리는 어떻게 되는 것인가요.
안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.태양광 에너지 원리는 빛에너지를 흡수한 후 이를 전기에너지로 전환을 시켜주는 발전방식으로 이루어져 있습니다.태양광발전은 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 바꾸는 발전인 태양전지, 모듈, 시스템이 각 역할을 하며 햇빛을 전기로 만듭니다.태양광 발전사업에 중요한 점은 햇빛을 전기에너지로 바꾸는 것인데 그 역할을 하는 것이 '태양전지'입니다.태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 목적으로 제작된 광전지를 뜻합니다.금속이 빛을 흡수하는 과정에서 나타나는 전자를 내보내는 현상을 이용하여 미세한 스파크에 대한 전류를 생산하게 만들어 태양빛을 통한 전기가 생성이 되고 이렇게 발생된 소수의 전기 에너지들은 차츰 태양광발전 사이에 누적되어 미세한 에너지량을 저장하게 됩니다.자연스럽게 이를 이용한 기반의 여럿 시스템들이 작용되어 에너지를 저장하고 분산하는 역할을 통해 성공적인 태양광 에너지를 비축할 수 있는 계기가 됩니다.