안녕하세요 이주성 전문가입니다.
생물·생명
Q. 겁이 나거나 놀랄 때 털이 곤두서는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.무서울때 털을 세우며 소름이 돋게 만드는 것은 ‘입모근’이라는 굵기 50∼200㎛의 민무늬 근육 때문입니다. 포유류의 피부에 존재하는 입모근은 교감신경의 지배를 받고 있으며 이러한 입모근의 반사 현상에 의해 이른바 소름이 끼치는 느낌을 받게 되는 것입니다.입모근의 한쪽 끝은 진피의 표피에 접하는 유두부(乳頭部)에 붙어 있고 반대쪽 끝은 모낭(毛包)의 결합조직에 이르고 있습니다. 털의 외피 표면에 역직방향보다 약간 기울어진 방향으로 형성되어 있는 경우가 많은데 춥거나 공포를 느낄때 입모근이 수축하면 피부가 오돌토돌해지고 털이 옆으로 회전하면서 피부와 직각방향으로 곤두서게 됩니다.
전기·전자
Q. 비뉴턴유체에 관해 궁금합니다.
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.비뉴턴 유체(non-Newtonian fluid)는 뉴턴의 점성 법칙, 응력과 무관한 즉 일정한 점도를 따르지 않는 유체입니다. 비뉴턴 유체에서 점도는 힘이 가해지는 정도에 의해 더 액체 또는 더 고체로 변할 수 있습니다. 예를 들어, 토마토 케첩은 흔들릴 때 더 잘 움직이며 비뉴턴 유체입니다. 많은 소금 용액과 용융된 폴리머 그리고 녹아내린 초콜렛등은 꿀, 치약, 전분 현탁액, 페인트, 혈액 및 샴푸와 같이 흔히 발견되는 물질과 마찬가지로 비뉴턴성 액체입니다.이러한 의미에서 비뉴턴 유체(Non-Newtonian fluid)는 전단응력이 변형률에 직접적으로 비례하지 않는 유체입니다.많은 일반적인 유체가 비뉴턴 유체가 움직이는것과 같은 성질을 보입니다.비뉴턴 유체는 유체의 유동이 시간이라는 변수에대해서 시간독립적(time-independent behavior)인 시간독립성 유체와 시간의존적(time-dependent behavior)인 시간의존성 점도로 분류할 수 있습니다.
화학
Q. '전고체 배터리'라는 것은 어떤 배터리인가요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.전고체 배터리는 새로운 종류의 충전식 배터리로, 기존 리튬 이온 배터리보다 더 좋은 성능을 기대할 수 있어요. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 써서 안전하게 사용할 수 있고, 화재 위험도 낮죠. 충전 속도도 빠르고, 에너지 밀도가 높아서 같은 크기로 더 많은 에너지를 저장할 수 있어요. 이런 이유로 전기차나 에너지 저장장치 같은 곳에 사용하기 좋아요. 하지만 아직 개발 중인 기술이라 가격이 비싸고, 양산화에 시간이 걸릴 수 있어요.
화학
Q. 냉동실 성에가 생기는 이유가 무엇일까요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.냉동실에 성에가 생기는 이유는, 냉동실 안의 찬 공기와 따뜻한 공기가 만나 섭취할 수 있는 물기가 결로되기 때문이에요. 이렇게 생긴 물기가 얼어붙어 성에가 생겨요. 참고로, 문을 자주 여닫으면 외부의 따뜻한 공기가 들어와 성에가 더 빨리 생길 수 있어요.
지구과학·천문우주
Q. 블랙홀도 빛이 발생한다고 하는데 그러면 관측이 가능한거 아닌가요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.블랙홀 자체는 빛을 발생하지 않습니다. 실제로 블랙홀은 중력이 굉장히 강해서 근처의 물질과 심지어 빛까지도 빠져나갈 수 없는 지점입니다. 그렇기 때문에 블랙홀 자체를 직접 관측하는 것은 불가능합니다.그러나 블랙홀 주변에는 물질이 빠르게 회전하며 이른바 '억셉션 디스크'라고 불리는 원반 형태의 구조를 형성합니다. 이 디스크에 있는 물질은 블랙홀의 중력에 의해 가열되어 엄청난 에너지를 방출하게 되고, 이 과정에서 발생하는 빛과 복사선은 관측이 가능합니다.또한, 블랙홀 주변에서 발생하는 다양한 현상들, 예를 들어 그래비테이셔널 렌즈링 현상, 즉 중력 렌즈 현상 등을 통해 블랙홀의 존재를 간접적으로 확인할 수 있습니다. 이렇게 블랙홀 주변에서 관측되는 여러 현상들을 통해 우리는 블랙홀의 위치와 질량 등에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
생물·생명
Q. 물고기 생선에서 비린내가 나는 원인은 어떤 과학적인 이유가 있나요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.해산물에서 나는 냄새를 일컫는 말로 "비린내" 하면 가장 먼저 떠올리는 비린 냄새입니다. 이 냄새는 거의 모든 사람들이 싫어하기에 생선이 기피되는 원인이 되고는 합니다. 즉 생선 먹는 데 걸림돌이 되는 큰 원인입니다. 생선에서는 웬만큼 신선해도 조금씩은 나기 때문에 옅은 비린내는 생선을 즐겨 먹는 사람들한테는 입맛을 돋구기도 하지만 그런 사람이라도 비린내가 심해지면 당연히 거부감을 느끼는 사람이 많습니다.비린내가 유독 심한 생선은 고등어, 꽁치, 갈치 같은 등푸른생선과 조개, 굴 등 어패류가 있으며 비린내가 적은 생선은 명태, 대구, 가자미 등 흰살생선이 있습니다. 덥고 습한 여름에 비린내가 심해지며, 전부 그런 것은 아니지만 지방이 많은 생선일수록 비린내가 많이 납니다. 지방이 많은 음식은 대체로 신선도가 빠르게 저하되기 때문입니다. 그리고 전통적으로 내려온 생선을 이용한 보존식품도 비린내가 나는 편입니다. 멸치액젓이나 까나리 액젓 등.생선의 바깥쪽(등 부분)보다 안쪽(배 부분)에서 비린내가 많이 나며, 머리에 가까운 윗배 부분의 비린내가 가장 심합니다. 배 부분(특히 윗배)의 지방 함량이 많기 때문입니다. 내장, 지느러미, 비늘도 비린내가 심하므로 제거하는 것이 좋습니다.비린내의 원인은 Trimethylamine(TMA, 트라이메틸아민) 때문입니다. 이 물질은 생선 몸 속에서 삼투압을 조절하는 TMAO가 미생물이나 효소에 의해 분해되어 생성됩니다. 따라서 삼투압 관리가 중요한 바다 생선에서 비린내가 유독 심하게 나며, 신선한 생선이 아니라 신선도가 떨어진 생선이기 때문에 냄새가 발생한다고 볼 수 있습니다. 신선한 생선에서는 비린내가 나지 않거나 매우 약하며 신선도가 떨어질수록 비린내가 심해집니다. 부패된 생선에서는 극심한 비린내가 납니다. 맛보다는 냄새로 감지되는 이유는 TMA는 휘발성 물질이기 때문입니다.비린내가 신선도와 관련이 깊기 때문에, 이 냄새에 비위가 뒤틀리는 것도 나름 당연한 일입니다. 이 비린내를 참기 힘든 상황에서 억지로 먹이려 하다간 음식에 대한 거부감만 더 심해지기 때문에 요리할 때 최대한 비린내를 제거하는 요리법이 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 흙과 바위는 어떻게 생겨났을까요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.지표 근처에 노출된 암석이 오랜 시간 동안 풍화 작용을 받으면 식물이 자랄 수 있는 흙이 됩니다. 흙은 항상 그 자리에 있는 것 같지만 서서히 끊임없이 변하여 만들어진 것입니다. 큰 바위가 오랜 시간에 걸쳐 물, 산소 등의 영향을 받으면 풍화와 침식 작용을 받아 작은 알갱이나 가루가 됩니다. 이 가루가 모인 것이 흙입니다. 그 후 오랜 시간에 걸쳐 나뭇잎, 나뭇가지나 여러 생물들의 죽은 잔해들이 계속적으로 쌓이고 압력을 받아 그 안에 있던 수분은 다 빠지고 유기물이 모여 흙이 생깁니다. 이러한 토양은 식물의 부식물이 섞여 있고, 생물이 썩어 생긴 물질이 포함되어 있어 영양분이 풍부해집니다. 이처럼 토양의 생성 과정은 생물과의 상호 작용이 중요합니다.바위가 부서져 흙이 될 때, 흙이 되기 전의 최초의 바위를 어머니 바위라는 뜻으로 ‘모암’ 또는 ‘기반암’ 이라고 합니다. 또 잘게 부서져서 흙이라고 부를 수 있을 정도로 작은 알갱이가 된 것을 ‘모질물’이라고 합니다. 이 모질물이 더 잘게 부서지고 그곳에서 식물이 자라기 시작하면 ‘표토’가 만들어집니다. ‘표토’에는 식물의 부식물이 섞이는 두 번째 과정이 일어납니다. 그 후 표토의 물질이 아래로 운반되면 ‘심토’가 만들어집니다. 큰 나무가 자라고 있는 오래된 토양의 단면을 살펴보면 기반암, 모질물, 심토, 표토 층으로 이루어져 있습니다. 토양은 모암의 종류, 생성 지역의 기후, 지형 등에 따라 다양하게 생성됩니다.
생물·생명
Q. 기억이라는 정보는 뇌 어디에 어떻게 저장되는 건가요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다. 그동안 기억이 저장되는 뇌의 부위는 알려져 있었습니다. 좌우 측두엽에 존재하는 해마 부위가 기억 저장고입니더. 하지만 해마 내부 어디에 어떤 방법으로 기록되는지는 알려지지 않았습니다. 마치 기억이 USB메모리에 저장된다는 사실까지는 알고 있지만, 표면에 펜으로 글자를 썼는지 혹은 디지털 신호를 파일로 저장했는지 전혀 모르는 것과 비슷합니다. 1949년 뇌세포 사이의 접합 부위인 시냅스가 기억이 기록 저장되는 위치라는 가설이 나왔습니다. 하지만 뇌세포 하나마다 시냅스가 수천 개에 달해 이 가설을 직접 확인하기가 어려웠습니다. 인간의 뇌에는 뇌세포가 약 860억 개 존재해 시냅스의 수가 수백조 개에 이릅니다.그 중 기억은 뇌세포 사이의 접합 부위인 ‘시냅스’ 중 일부에 저장되는 것으로 밝혀졌다. 연구 결과는 국제학술지 사이언스 27일자에 발표되었습니다.
화학
Q. 설탕이 음식의 부패를 늦추는 원리는?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.물질들이 물을 제거하고 미생물의 성장을 억제하기 때문입니다. 설탕과 소금은 높은 응축성을 가지고 있어 물을 흡수하며, 이로 인해 미생물 성장에 필요한 수분이 감소합니다. 또한 소금은 세균의 세포막에 영향을 주어 세포막이 파괴되고 세균이 죽게 됩니다.
화학
Q. 문어는 왜 오래 삶으면 질겨지나요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.문어를 오래 삶으면 질겨지는 이유는 그 고유한 구조와 조직 때문이에요. 문어는 연체동물 중에 속하는데, 이들의 몸은 근육과 연골로 구성되어 있어요. 문어의 근육은 높은 수준의 콜라겐을 포함하고 있는데, 콜라겐은 단백질의 일종으로, 동물의 연결조직에 풍부하게 존재합니다. 문어를 짧은 시간 동안 빠르게 요리하면 콜라겐이 단단해지지 않아 부드럽게 먹을 수 있어요. 하지만 문어를 오래 삶을 경우, 콜라겐이 더욱 단단해지고 수축하여 근육이 탄력을 잃게 되요. 이로 인해 문어가 질겨지는 것입니다.