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신소재라 불리는 그래핀에 대해 궁금해요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.그래핀 감쇠재는 진동 에너지를 열 에너지로 변환하는 신소재입니다. 이 신소재의 원리는 피에조전효과와 열전효과를 이용하는 것입니다.피에조전효과는 일정한 압력이나 응력이 가해질 때, 그래핀과 같은 일부 소재에서 발생하는 전기적인 변화를 의미합니다. 이 신소재는 진동이 가해지면 그래핀의 구조에 변화가 생기고, 이러한 구조 변화로 인해 전하의 이동이 일어나게 됩니다.그 다음으로, 열전효과는 온도 차이로 인해 전기적인 에너지 변화가 발생하는 현상입니다. 그래핀 감쇠재는 진동으로 인해 발생한 열 에너지를 이용하여 온도 차이를 만들고 이를 전기 에너지로 변환합니다. 이는 그래핀의 전기전도성과 열전도성이 뛰어나기 때문에 가능한 것입니다.
학문 / 전기·전자
23.12.06
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사람은 누구나 잠을 자고 있습니다. 그런데 어떻게 일정한 시간에 일어나게 되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.사람이 일정한 시간에 일어나는 것은 신체 내부의 생체 리듬인 "체계 시계"에 의해 조절됩니다. 이 생체 리듬은 뇌의 한 부분인 "상측 시상체"에서 생성되며, 주로 외부의 자연적인 광원과 일어나는 활동에 반응합니다.먼저, 체계 시계는 환경에서 받은 광의 변화를 감지하는 역할을 합니다. 따라서, 아침에 일어나면 주변이 밝아지고 체계 시계는 광의 변화를 감지하여 뇌에 신호를 보냅니다. 이 신호는 신체 내부의 다른 시계와 연결되어 일어나는 활동을 조절합니다.또한, 일어나는 시간과 관련된 습관적인 요소도 중요합니다. 예를 들어, 규칙적인 수면 패턴을 유지하거나 일어날 시간에 알람을 설정하는 등의 습관을 만들면 체계 시계가 이에 적응하여 일어나는 시간을 조절할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
23.12.06
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동물중에서 가장 많은 개체수를 가지고 있는 동물은 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.지구상에서 가장 많은 개체수를 가진 동물은 바로 곤충입니다. 곤충은 다양한 종류와 다양한 서식지에서 발견되며, 그 수는 압도적으로 많습니다. 현재까지 약 1백만 종 이상의 곤충이 발견되어 있으며, 추정에 따르면 곤충의 개체수는 수조에서 수억 이상에 이를 수 있다고 합니다.이들은 다양한 환경에서 생존하며, 육지, 해양, 담수, 기후 조건에 관계없이 거의 모든 지역에서 발견됩니다. 곤충은 생태계의 중요한 구성원으로 작용하며, 수분해 분해, 수분이동, 꽃에 대한 수분과 가루 전파, 양분 순환 등 다양한 생태학적 기능을 수행합니다.
학문 / 생물·생명
23.12.06
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사람은 몸중에서 가장 단단한 것이 뼈인것으로 알고 있습니다. 이뼈의 성분은 무엇으로 이루어 졌는 지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.뼈는 다양한 미량 원소와 조직으로 이루어져 있습니다. 주요 성분으로는 칼슘, 인, 망간, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 미량 원소가 포함되어 있습니다. 이러한 원소들은 뼈의 구조와 기능에 중요한 역할을 합니다.뼈는 주로 두 가지 조직으로 구성되어 있습니다. 첫째, compact bone은 밀도가 높고 단단한 외골격을 형성하는 조직입니다. 둘째, spongy bone은 좀 더 공간이 많고 다공성 구조를 가지며, 골수를 포함하고 있습니다.뼈가 단단하게 되는 원인은 두 가지 주요한 이유가 있습니다. 첫째, 뼈는 주로 칼슘과 인이라는 미량 원소들로 구성되어 있습니다. 이들 원소는 미네랄화라고 불리는 과정을 통해 결정 구조로 배치되어 단단한 뼈를 형성합니다.둘째, 뼈는 생체 내에서 지속적인 재생과 리모델링 과정을 거칩니다. 이는 골조직 내에서 골모세포와 골파괴세포의 활동에 의해 조절됩니다. 골모세포는 새로운 뼈 조직을 형성하고, 골파괴세포는 불필요한 뼈 조직을 제거하여 뼈의 구조와 강도를 조절합니다.
학문 / 생물·생명
23.12.06
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핫팩은 어떤 원리로 열을 발생시키나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.흔들거나 핫팩을 비비는 동작은 화학반응을 촉진시키는 역할을 합니다. 이로써 화학 반응이 빠르게 진행되어 열이 발생하고, 손이 시림을 완화시켜주는 효과를 얻을 수 있습니다.
학문 / 물리
23.12.06
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우주에 있는 블랙홀은 어떤 이유로 주변의 물질을 다 흡수하는 건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.블랙홀은 매우 강력한 중력을 가진 천체로, 주변의 물질을 흡수하는 이유는 그 중력 때문입니다.블랙홀은 막힌 공간으로 생각할 수 있는 이벤트 지평선이라는 경계를 가지고 있습니다. 이벤트 지평선 안에 들어간 물체는 더 이상 블랙홀을 벗어날 수 없습니다. 이벤트 지평선을 넘어가면 중력이 너무 강해져서 빠져나오기 어려워지기 때문입니다.블랙홀의 중력은 주변의 물질을 매우 강하게 당기는데, 중력은 거리에 반비례하여 강해지기 때문에 가까이 있는 물체를 더욱 강하게 당기게 됩니다. 따라서, 블랙홀 근처로 접근한 물질은 그 중력에 의해 흡수되어 블랙홀 안으로 끌려들어가게 됩니다.블랙홀 안으로 물질이 흡수되면 블랙홀의 질량과 회전력이 증가하게 되는데, 이는 블랙홀이 더욱 강력한 중력을 발생시키고 주변 물질을 더욱 강하게 흡수하는 원인이 됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.06
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지구온난화는 환경파괴가 원인일까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.지구 온난화는 다양한 요인에 의해 발생하는 복합적인 문제입니다. 환경파괴는 그 중 하나의 원인이 될 수 있습니다.환경파괴는 인간의 활동으로 인해 자연 환경이 파괴되는 것을 의미합니다. 이는 산림벌채, 산불, 대기 오염, 해양 오염 등의 활동으로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 환경파괴는 지구 온난화를 가속화시킬 수 있는 영향을 미칠 수 있습니다.환경파괴로 인해 숲이 감소하면, 이산화탄소 흡수량이 줄어들고, 온실가스 농도가 증가할 수 있습니다. 대기 오염은 온실가스 농도를 증가시켜 지구 온난화를 가속화시킬 수 있습니다. 또한, 해양 오염은 해양 생태계를 파괴하고, 해수면 온도 상승을 초래하여 지구 온난화를 증가시킬 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.06
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블랙홀 안에서는 시간이 멈추나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.블랙홀은 매우 강력한 중력을 가지고 있어서 광속 이상의 속도로 물체를 잡아두는 천체입니다. 이로 인해 블랙홀 근처에서는 시간이 상대적으로 느려지는 현상이 발생할 수 있습니다.이론상으로는 블랙홀 안에서 시간이 완전히 멈춘다고 말할 수 있지만, 실제로는 블랙홀 근처에서 시간이 매우 느려지는 것으로 알려져 있습니다. 이는 블랙홀의 중력장이 시간과 공간의 곡률을 일으키는데, 이 곡률에 따라 시간이 느려지는 효과가 발생합니다.블랙홀 근처에서 시간이 느려지는 현상은 알버트 아인슈타인의 상대성 이론에 기반하고 있습니다. 이 이론에 따르면 중력장이 강한 곳에서는 시간이 상대적으로 느려지며, 중력이 약한 곳에서는 시간이 상대적으로 빨라집니다.그러나 블랙홀 안에서의 시간이 정확히 어떻게 흐르는지에 대해서는 아직까지 정확히 이해되지 않았습니다. 블랙홀 내부의 물리적 현상은 아직 우리의 이해를 벗어난 부분이 많기 때문에, 블랙홀 내부에서의 시간의 흐름을 정확하게 설명하기는 어렵습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.06
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고도가 높아지면 끓는점이 높아지는 것처럼 어는점도 달라지나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.네, 고도가 높아지면 어는점도 낮아지는 경향이 있습니다. 이는 대기압의 변화와 관련이 있습니다.고도가 높아질수록 대기압이 낮아지는데, 대기압은 기체의 분자들이 서로에게 가하는 압력을 나타냅니다. 대기압이 낮아지면 분자 간의 상호작용이 약해지고, 이로 인해 기체의 어는점이 낮아집니다.기체의 어는점은 해당 기체가 고체나 액체로 전이하는 온도를 의미합니다. 대기압이 낮아지면 기체 분자들이 더 쉽게 운동할 수 있고, 서로에게 더 멀리 떨어질 수 있으므로 어는점이 낮아지는 것입니다. 따라서, 고도가 높아질수록 기체의 어는점이 낮아지는 현상이 나타날 수 있습니다.그러나 이는 모든 기체에 대해 동일하지는 않습니다. 기체의 구성과 성질에 따라 어는점의 변화율은 다를 수 있습니다. 예를 들어, 물의 경우 고도가 높아질수록 그 어는점이 낮아지는 경향을 보입니다. 하지만 다른 기체들은 다른 어는점 변화를 나타낼 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.06
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메탄 엔진 로켓의 장점은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 높은 연소 효율: 메탄은 탄소와 수소로 구성된 경량의 연료로, 고체 연료보다 높은 연소 효율을 가집니다. 이는 메탄 엔진 로켓이 더 많은 추진력을 발생시킬 수 있고, 연료를 더 효율적으로 사용할 수 있음을 의미합니다.2. 높은 연소 온도: 메탄 연소는 높은 연소 온도를 가지며, 이는 엔진의 효율성과 성능을 향상시킵니다. 높은 연소 온도는 더 큰 추진력을 발생시키고, 우주 비행이나 장거리 미사일 발사 등의 고속이동에 적합합니다.3. 안전성: 메탄는 다른 연료에 비해 상대적으로 안전한 연료로 알려져 있습니다. 예를 들어, 액체 산소와의 조합으로 사용될 때 메탄는 점화하기 어렵고, 연소가 일어나더라도 폭발 위험이 적은 특성을 가지고 있습니다.
학문 / 화학공학
23.12.06
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