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답변 내역

피톤치드의 과학적 기전이 뭔지 궁금합니다.
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.'피톤치드'란 식물이 자신의 생존을 어렵게 만드는 박테리아, 곰팡이, 해충을 퇴치하기 위해 의도적으로 생산하는 살생 효능을 가진 휘발성 유기 화합물을 통틀어 일컫는 말입니다. '식물성 살생물질'에 해당하는 피톤치드는 '식물의'를 뜻하는 'phyton'과 '죽이다'를 뜻하는 'cide'의 합성어로 1937년 러시아 레닌그라드 대학교의 생화학자 보리스 토킨에 의해 처음 사용되었습니다. 향신료, 양파, 마늘, 녹차나무, 오크, 향나무, 소나무 등이 모두 피톤치드를 방출한다. 마늘에 포함된 알리신이나 다이알릴 다이설파이드, 소나무에서 방출되는 테르펜 류의 휘발성 유기 화합물이 대표적인 피톤치드이며 지금까지 5천 종이 넘는 피톤치드가 알려져 있습니다. 흔히 산림욕을 하면 많은 양의 피톤치드를 흡입하게 되어 건강에 도움이 된다는 속설이 널리 퍼져 있고, 우리나라를 비롯한 아시아 지역에서는 전통의학이나 아로마테라피에 피톤치드를 사용하기도 합니다. 하지만 식물이 많은 숲에서의 산림욕이 건강에 도움이 되는 것이 피톤치드 때문이라는 주장은 설득력이 떨어지며, 오히려 숲속의 환경이 먼지와 소음이 없어서 심리적으로 안정감을 주기 때문이라고 보는 것이 더 합리적이라고 합니다.
학문 / 생물·생명
23.12.08
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우리 몸에 생체시계라는 것은 존재하는가요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.'생체시계'란 동식물의 다양한 생리·대사·발생·행동·노화 등의 주기적 리듬을 담당하는 기능하는 기관으로, 인체 내부에서 시간에 따른 생체리듬을 주관하는 생물학적 시계를 의미합니다. 생체시계는 크게 심장 박동, 체온 변화, 호흡, 눈 깜박임 등 '하루보다 짧은 주기(ultradian rhythm)' , 밤과 낮에 따른 변화 등 '대략 24시간 주기(circadian rhythm)' , 여성의 월경 등 '하루보다 긴 주기(infradian rhythm)'를 갖는 3가지로 구분됩니다. 인간의 생체시계는 수면패턴, 체온조절, 혈압변화 등 직접적인 조절 역할을 수행하며, 호르몬 분비량 조절과 관련된 내분비계와 면역체계, 순환기계, 배설계 등에도 광범위한 영향을 미칩니다. 인간과 같은 고등동물의 생체시계는 뇌의 시신경 교차상핵(SCN·SupraChiasmatic Nuclei)에 있다고 알려져 있습니다. SCN은 눈에서 뇌로 들어가는 정보망(시신경)이 뇌로 가는 중간에 위치한 1만 6000~2만 여 개의 신경 세포들의 집단을 일컫는데, 동물이 밤낮을 구분해 행동하는 것은 SCN에 있는 생체시계 작동에 의한 것이라는 사실은 알려져 있으나, 생체시계가 어떻게 우리 몸에 시간정보를 알리는지는 아직 명확히 밝혀지지는 않았습니다.
학문 / 생물·생명
23.12.08
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밤에 동물들 눈이 빛이 나게 한다는 타페텀(tapetum)에 대해 질문합니다.
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.고양이를 비롯한 야행성 동물의 눈은 사람과 다른 독특한 구조를 이루는데, 망막 뒤에 타페텀이라는 반사층을 가지고 있기 때문입니다. 동공을 통해 들어온 빛은 망막을 통과하게 되는데 이때 타페텀은 망막을 통과한 빛을 재반사시켜 다시 망막으로 되돌려 보냅니다. 이로 인해 고양이와 같은 야행성 동물의 눈은 빛을 두번 망막에 통과시켜 부족한 빛의 양을 늘려 어두운 곳에서 잘 볼 수 있고, 이 과정에서 반사된 빛이 새어나오면서 눈이 빛을 내는 것처럼 보이게 됩니다. 이와 같은 타페텀의 반사 원리를 이용해 신소재를 개발할 수 있겠습니다. 운전을 하는 경우 자동차에서 나오는 불빛이 옷이나 우산을 비추게 되면 운전자에게 시인성이 부여되고, 이와 같은 반사 시트의 원리를 활용한 옷이나 우산 등으로 어둠 속에서도 눈에 잘 띠게 만들 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
23.12.08
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에이즈가 사람에게 치명적인 이유가 있을까요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.에이즈(AIDS)는 후천성면역결핍증의 약자로서 HIV virus에 감염되었을 때 걸릴 수 있는 질환을 의미합니다. HIV virus에 감염되면 초기 급성증후군 시기를 거쳐 10년 정도의 잠복기를 가지게 되는데, 이때 면역계에서 중요한 역할을 하고 있는 helper T세포의 수가 서서히 감소하게 되며 이로 인해 후천성 면역력이 떨어집니다. 또한 이와 함께 단핵구와 수지상세포, 대식세포의 수 역시 줄어들어 선천성 면역력도 떨어지게 됩니다. 단순히 면역력 저하에 그치는 것이 아니라 당뇨병, 암과 같은 만성 질환에 걸릴 확률 역시 높아지기 때문에 치명적인 질환이라고 할 수 있으나 현재는 과거와 다르게 항바이러스제가 개발되어 있기 때문에 약을 꾸준히 복용할 경우 별다른 증상없이 생존할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
23.12.08
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풍력발전의 원리는 무엇인가요???
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.풍력발전이란 대기의 순환, 즉 바람을 가지고 활용가능한 에너지로 변환하는 풍력에너지를 만들어내는 것을 의미합니다. 기본적으로 바람의 힘을 이용해서 발전기를 돌리게 되는데, 수십 와트 규모의 초소형 발전기부터 수백만 와트의 초대형 와트 규모의 거대 발전기까지 사용되며, 발전기에서 기계에너지 형태로 저장된 에너지를 전기 에너지 형태로 전환하게 됩니다. 하지만 바람은 자연적인 현상으로 늘 일정한 속도와 양으로 존재하지 않기 때문에 이로인해 만들어지는 전압 역시 일정하지 않으므로, 전력변환장치를 통해 전압을 고르게 만들고 이때 생성된 전기를 변압기로 이동시켜 적절한 전압의 전기로 바꾸게 됩니다.
학문 / 전기·전자
23.12.08
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graphene(그래핀)은 어떤 특성을 지니고 있나요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.'그래핀'이란 탄소만으로 이루어진 탄소동소체 중 하나로. 동일한 조성으로 이루어져있으나 여러 층을 이루고있는 흑연과는 다르게 0.2nm의 매우 얇은 한 층으로 구성된 물질을 말합니다. 그래핀은 얇고 가벼우며 내구성이 좋고, 매우 높은 전성, 전기 이동도, 높은 열전도도를 특징으로 합니다. 또한 강철보다 강도가 200배 이상 강하고 다이어몬드에 비해서도 2배 이상 열전도도가 높다고 합니다. 이러한 다양한 특징으로 인해 디스플레이, 2차 전지, 태양 전지, 자동차, 조명 등 다양한 산업에 응용되어 핵심 소재로서 주목받았습니다.
학문 / 화학
23.12.08
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미생물이 여러 분야에서 어떤 역할을 하는지 알 수 있을까요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.미생물은 세균, 진균류(곰팡이), 원생생물, 효모, 바이러스 등을 포괄하는 개념입니다. 미생물 연구는 생명과학 분야의 여러 곳에 응용될 수 있는데, 예시로 효모를 들자면 다음과 같습니다. 효모는 인간과 같은 진핵생물에 속하지만, 단세포로 이루어져있다는 것이 특징인데요, 따라서 유전자를 변형하고 연구하기 수월합니다. 실제로 인간 세포의 세포분열 및 세포주기와 관련된 많은 중요한 단백질들은 효모에서 먼저 발견되고나서 이와 상동성을 가진 단백질을 찾아낸 경우가 많습니다. 또한 곰팡이의 경우에도 의도적인 것은 아니었으나 푸른곰팡이가 가진 성분이 세균을 죽이는데 탁월한 효과가 있음이 밝혀지면서 페니실린과 같은 약품이 만들어질 수 있었습니다.
학문 / 생물·생명
23.12.08
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같은 부피의 우유와 물은 왜 질량이 다른가요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.물은 흔히 알려진 것처럼 밀도가 1g/ml이고, 우유는 조성에 따라 차이가 있지만 밀도가 1.03g/ml입니다. 물과 우유를 구성하는 조성 성분이나 점성도 차이로 인해 동일한 부피의 액체일지라도 질량값이 달라지게 됩니다.
학문 / 화학
23.12.08
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물은 특정 온도와 압력에서 고체, 액체, 기체로 상태가 변하는지 알려주세요.
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.물 분자들 간에는 서로 수소결합을 형성하고 있는데, 고체상태에서는 가장 많은 수소결합을 이루고 있으며, 액체상태에서는 그보다는 적은 수소결합을 이루어 유동성을 가지고, 기체상태에서는 수소결합이 모두 끊어져있는 상태입니다. 온도를 높일수록 분자운동이 활발해져 고체->액체->기체로 상이 변화하며, 1기압을 기준으로 했을때 물의 어는점(녹는점)은 0도, 끓는점은 100도라고 할 수 있습니다.
학문 / 화학
23.12.08
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실수로 인해 발명된것중 최고의 제품은 무엇일까요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.실수로 만들어진 최고의 발명품은 '페니실린'이라고 할 수 있습니다. 영국의 미생물학자 플레밍은 포도상구균을 배양하고있던 중 실수로 전날 배양된 세균을 현미경으로 관찰한 뒤 배양기의 뚜껑을닫지 않았는데요, 우연히 뚜껑을 닫지 않은 배양기에 푸른곰팡이 포자가 날아와 붙었고, 신기하게 곰팡이가 핀 배양기의 세균이 모두 죽어 있는 것을 발견하게 됩니다. 플레밍은 푸른곰팡이가 폐렴균, 탄저균 등의 세균을 죽인다는 사실을 알아내고는 '가는 털이 많다'는 뜻으로 '페니실린'이라는 이름을 붙였습니다. 플레밍의 이론을 바탕으로 훗날 영국인 플로리와 독일인 체인의 연구 끝에 순수 페니실린을 추출에 성공하게 되었고, 세계 최초로 상용화된 항생물질인 페니실린이 만들어지게 되었습니다.
학문 / 기계공학
23.12.08
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