안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 난청치료에대해궁금해서질문합니나
안녕하세요. 네, 질문해주신 소음성 난청은 장기간 큰 소음이나 갑작스러운 큰 소리에 의해 내이, 일명 달팽이관의 유모세포가 손상되면서 발생하는 질환인데요 우선 사람의 유모세포는 재생되지 않기 때문에 한 번 손상되면 회복이 어려우며 초기에는 청력 손실이 일시적일 수 있으나, 반복되면 영구적 난청으로 진행될 수 있습니다. 현재 치료방법으로는 손상을 예방하는 방안이 있는데요, 이어폰과 같은 장비를 오래 사용하지 않는 것이 좋으며 큰 소리에 오랫동안 노출되지 않는 것이 좋습니다. 보청기와 인공와우를 이용하여 도움을 받을 수 있긴 하며, 이것이 현 시점에서는 가장 실용적인 치료법입니다. 미래에는 새로운 기술이 등장할 수 있을텐데요, 인간 유모세포를 줄기세포로부터 분화시키고 달팽이관에 이식하려는 연구가 진행 중이며 쥐 모델에서 청력 회복 가능성 확인된 바 있으나 아직 인간 적용은 초기 단계입니다. 또한 유모세포 생성이나 기능 회복 관련 유전자 조작 연구가 진행 중인데요, 특정 단백질(Cochlin, Atoh1 등)을 활성화하여 손상된 청각세포 복구를 목표로 하고 있습니다. 감사합니다.
화학
Q. 화학에서 촉매가 반응 속도를 높이면서도 소모되지 않는 원리는?
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 화학 반응에서 반응물과 생성물 사이의 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 높이는 물질을 촉매라고 하며 반응이 진행되는 동안 소모되지 않는 것이 특징입니다. 촉매는 반응물과 잠시 중간 복합체를 형성하며, 최종 생성물과 분리되어 원래 상태로 돌아오는데요, 즉 반응물과 상호작용하지만, 자신은 구조적으로 안정하여 반응 후 원래 형태를 유지할 수 있기 때문에 촉매는 소모되지 않는 것입니다. 감사합니다.
화학
Q. 수학 잘하려면 어떻게 해야 하나요? 어려운 수학은 아무래도 화학?
안녕하세요. 수학 공식이나 원리를 오래 기억하지 못하는 문제, 공식을 외우고 원리를 알아도 실제 문제 풀이가 잘 되지 않는 문제에 대해서 고민하고 계신 것 같습니다. 수학 공식은 한 번 보고 외우는 것보다, 시간 간격을 두고 반복적으로 복습할 때 장기 기억으로 전환될 가능성이 높습니다. 또한 생물과 같이 단순 암기가 상당히 중요한 과목과는 달리 수학은 단순 암기보다 공식이 왜 그런 형태인지 이유와 원리를 그림·그래프·실제 문제와 연결하면 기억이 오래갑니다. 공식이나 문제 풀이 과정을 직접 손으로 써서 몸으로 기억하는 것이 좋으며 보는 것보다 쓰는 것이 기억 유지에 훨씬 효과적일 수 있습니다. 또한 수학은 공식이 아닌 문제의 구조를 이해해야 하는데요, 한 문제를 풀더라도 ‘왜 이 방법을 선택했는지’ 단계별로 기록하면 문제 해결력을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다. 즉 공식 외우는 것만으로는 해결력이 늘지 않기 때문에 비슷한 유형 문제를 최소 5~10회 이상 반복하면서 자동화해야 하며 처음에는 느리더라도, 반복 후 ‘자동으로 손이 가는 패턴’을 만들면 장기 기억과 문제 해결 능력 둘 다 향상될 수 있습니다. 감사합니다.
화학
Q. 아이인슈타인의. 에너지는 질량과광솓제곱의 곱이다 무슨뜻인가요
안녕하세요. 질문해주신 아인슈타인의 공식이 갖는 의미는 질량이 에너지로 바뀔 수 있으며, 그 양은 질량에 빛의 속도를 제곱한 값만큼 매우 크다는 것입니다. 핵분열 과정에서 우라늄-235, 플루토늄-239과 같은 무거운 원자핵을 중성자로 쪼개면, 쪼개진 두 핵의 총 질량이 원래 핵보다 조금 작아지는데요, 이때 사라진 질량이 에너지로 방출됩니다. 원자력 발전은 이 에너지를 증기로 바꾸어 터빈을 돌려 전기를 생산하는 것인데요, 핵폭탄은 같은 원리지만, 순간적으로 매우 많은 핵분열이 일어나 폭발을 일으키게 됩니다. 다음으로 핵융합에 대해 설명 드리자면 이는 수소와 같은 가벼운 원자핵을 합쳐서 무거운 헬륨 핵을 만드는데요, 합쳐진 헬륨 핵의 질량이 원래 수소 핵들의 총합보다 조금 작습니다. 이 질량 차이 역시 에너지 형태로 방출되며 태양의 빛과 열도 이 핵융합 과정에서 나오는 질량-에너지 변환 결과입니다. 작은 질량 변화만으로도 엄청난 에너지 발생하기 때문에 이 원리를 이용하여 원자력 발전, 즉 통제된 핵분열과 핵무기, 통제되지 않은 핵분열/융이 만들어지는 것입니다. 감사합니다.
화학
Q. 전기화학 반응이 수소 연료전지의 전력 생산 과정에서 작동하는 방식
안녕하세요. 질문해주신 수소 연료전지에서 전기화학 반응이 전력을 생산하는 원리에 대해서 설명해드리자면, 우선 수소 연료전지는 수소가 공급되는 양극, 산소가 공급되는 음극, 양극과 음극 사이에서 이온만 통과시키는 막인 전해질로 구성되어 있습니다. 우선 양극에서 수소 기체 H2가 양극에 공급되면, 촉매, 주로 백금이 수소 분자를 전자와 양성자(H⁺)로 분리시킵니다. 여기서 전자(e⁻)는 외부 회로로 흐르게 되고, 양성자(H⁺)는 전해질을 통해 음극으로 이동합니다. 다음으로 음극에서는 산소 O2가 수소 이온과 전자를 만나 물(H₂O)로 환원되며, 이 과정이 연속되면서 전류가 생성되고, 이 전류가 외부 회로를 통해 전력을 공급합니다. 양극에서 생성된 전자는 외부 회로를 통해 음극으로 이동하는데요, 전자가 이동하는 동안 외부 회로에 전류가 흐르게 되고, 이 전류를 전력으로 활용할 수 있습니다. 동시에 전해질 막은 양성자만 통과시키므로 전자와 양성자가 서로 섞이지 않고, 안정적인 전위차가 유지되게 됩니다. 감사합니다.
화학
Q. 다양한 고객과 소통 방법이 궁금합니다.
안녕하세요. 네 질문해주신 것과 같이 고객과의 효과적인 소통과 특별한 경험 제공은 단순한 친절함을 넘어, 기업의 신뢰와 충성도를 높이는 핵심 전략일 수 있는데요, 다양한 고객과 소통하기 위해서는 소통의 채널의 다각화가 필요합니다. 이메일, SNS, 웹사이트, 앱 채팅 등을 골고루 활용하면 즉각적 피드백 가능, 대량 고객과 동시에 소통 가능하다는 장점이 있습니다. 또한 매장 방문, 전화 상담, 이벤트 등을 통해서 직접적인 신뢰 형성, 감정적 연결 강화가 가능할 것입니다. 또한 단순 정보 전달이 아니라 브랜드 스토리, 가치, 철학을 전달하고 고객과 감정적으로 연결될 수 있는 메시지를 전달하는 것이 중요할 것 같습니다. 또한 고객의 경험을 특별하게 만들 수 있는 방안으로는 고객이 예상하지 못한 작은 배려를 제공한다거나 고객이 서로 연결되고 브랜드와 함께 성장할 수 있는 공간을 제공하는 것이 좋을 것 같습니다. 감사합니다.
화학
Q. 다가오는 미래 사회에서 인공지능은 인간의 일과 삶에 어떤 영향을 줄까요?
안녕하세요. 말씀해주신 것과 같이 인공지능(AI)의 발전은 단순히 기술적 진보에 그치지 않고, 인간의 일과 삶 전반을 재편할 수 있는 역량이 있는데요, 우선 반복적이고 규칙 기반의 업무, 예를 들자면 단순 회계 처리, 고객 상담의 일부, 데이터 정리 등은 AI가 더 빠르고 정확하게 처리할 수 있을 것입니다. 다만 노동시장의 격차가 커질 수 있으며, AI 기술을 활용할 수 있는 사람과 그렇지 못한 사람 사이에 불평등이 심화될 가능성이 있습니다. 앞으로 준비해야 할 역량에 대해 생각해보자면, 새로운 문제 해결, 아이디어 발굴, 예술·디자인 같은 영역은 AI가 쉽게 대체하기 어렵기 때문에 AI가 제시한 결과를 그대로 받아들이는 것이 아니라, 그 타당성을 검증하고 새로운 맥락에 적용할 수 있어야 합니다. 또한 데이터를 이해하고 AI를 다루는 기본 역량은 모든 직군에서 필수적이 될 것입니다. 이와 함께 기술 변화 속도가 빨라지므로, 새로운 기술과 지식을 지속적으로 배우고 적용할 수 있는 태도가 중요할 것 같습니다. 감사합니다.
화학
Q. 루이스 산-루이스 염기 반응과 배위결합 형성은 어떤 차이점을 가지고 있나요?
안녕하세요. 말씀하신 것처럼 루이스 산-루이스 염기 반응과 배위결합 형성은 모두 전자쌍을 제공하는 쪽(루이스 염기)과 전자쌍을 받는 쪽(루이스 산)의 상호작용이라는 점에서 기본 메커니즘은 같습니다. 우선 루이스 산-염기 반응은 전자쌍을 받는 물질이 루이스 산, 전자쌍을 주는 물질이 루이스 염기이며, 이 둘이 결합을 이루는 과정을 말하는데요, 적용범위는 매우 넓으며 단순한 분자 간 결합부터 촉매 반응, 산화환원 반응 중간 과정까지 포함됩니다.반면에 배위결합은 공유결합의 한 형태로, 결합 전자쌍 전체가 한쪽 원자(염기)에서 제공되는 경우를 말하는데요, 결합이 형성된 후에는 일반 공유결합과 구분되지 않습니다. 따라서 본질적으로는 공유결합이지만, 기원이 특수하다는 점을 강조할 때 배위결합이라고 부르는 것입니다. 감사합니다.
화학
Q. 국내 화학 산업 생태계는 어떤 변화를 겪고 있나요?
안녕하세요. 네 말씀해주신 것과 같이 국내 화학 산업 생태계는 최근 몇 년 사이 석유화학 중심의 전통 구조에서 고부가가치 중심 구조로의 전환과 재편을 겪고 있는데요, 중국의 과잉 공급 및 수요 둔화, 글로벌 경쟁심화, 가격압박 등 외부 충격이 정유-석유화학에 집중된 기존 산업 구조의 지속가능성에 한계가 있는 상황입니다. 우선 2020–2023년 글로벌 에틸렌 공급은 연 5.4% 증가하는 반면, 수요는 2.6% 증가에 그쳤고, 중국은 주요 기초유분의 자급률이 100%를 넘어 한국 수출 시장이 급격히 위축되고 있습니다. 또한 한국 석유화학 산업은 납사 기반 NCC 설비 중심 구조로 원가 경쟁력에 취약한데요, 최근 원자재 비용 증가와 수요 정체로 인한 가동률 하락과 부채 증가가 심각합니다. 대표 기업 10곳이 정부 주도 아래 연간 납사 분해용량 2.7~3.7 백만톤 감축에 합의했으며, 일부 NCC 설비 폐쇄 또는 통합, 기업 간 합병 가능성이 있습니다. 따라서 화학 대기업은 범용 기초제품 중심 구조에서 고기능성·친환경 화학소재 중심으로 포트폴리오를 재편하고자 하는 양상을 보이며, LPG·에테인 등 저가 원료 전환을 통해 납사 의존을 줄이고 수익성을 개선하려는 움직임이 있고, 설비 개조를 통해 유연성을 확대하고 있습니다. 감사합니다.
화학
Q. 물질의 부식은 왜 일어나는걸까요??
안녕하세요. 네, 질문해주신 물질의 부식은 본질적으로 물질이 자연 상태로 돌아가려는 자발적 화학 반응 때문에 일어나는 현상인데요, 대부분의 금속은 지구상에서 산화된 상태로 존재하는 것이 가장 안정합니다. 따라서 우리가 사용하는 금속은 이러한 광석에서 에너지를 들여 환원시켜 얻은 것이라, 다시 안정한 산화 상태로 돌아가려는 경향이 강합니다.가장 쉽게 생각할 수 있는 철을 예시로 설명해드리자면, 철(Fe) 표면이 공기 중 산소(O₂)와 수분(H₂O)에 노출되면, 철 원자가 전자를 잃고 Fe²⁺, Fe³⁺ 이온으로 산화됩니다. 이때 철에서 방출된 전자는 수분 속의 산소나 수소 이온을 환원시키는 데 사용되는데요, 예를 들어 산소가 물과 반응하면 수산화 이온(OH⁻)이 만들어집니다. 이렇게 생긴 Fe²⁺, Fe³⁺ 이온과 OH⁻ 이온이 결합하여 수산화철(Fe(OH)₂, Fe(OH)₃)을 만들고, 이것이 시간이 지나면서 탈수·산화되어 붉은색의 산화철철, 흔히 말하는 녹으로 변합니다. 즉, 부식은 금속이 전기화학적 산화-환원 반응을 통해 점차 원래의 안정한 광물 상태로 돌아가는 현상이라고 볼 수 있습니다. 감사합니다.