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답변 내역

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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파장이 크다와 파장의 길이가 큰게 무슨 차이가 있나요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.'파장'이란 파동의 한 번의 주기 동안 진행되는 거리를 의미하기 때문에 '짧다'와 '길다'의 개념으로 설명하는 것이 적합하며, 파동의 '진폭'에 대해서 '크다'와 '작다'의 개념으로 설명하는 것이 맞을 것 같습니다.
학문 / 전기·전자
23.12.08
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골판지가 소리를 잘 흡수하는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.골판지가 소리를 잘 흡수할 수 있는 이유는 '다공질 흡음재'이기 때문입니다. 흡음재는 소규모 공간에서 표면으로부터의 반사음을 감소시켜 음원으로부터 직접적으로 도달하는 음만을 감지하게 해주는데, 즉 실내 소음을 절감하는 효과가 있으며, 음이 울리는 현상을 감소시킬 수 있습니다. 여러 종류의 흡음재 중에서도 골판지는 '다공질'의 특성을 갖는데, 이는 구멍이 많은 흡음재로서 벽과의 마찰 또는 점성 저항 및 작은 섬유들의 진동에 의하여 소리 에너지의 일부가 기계 에너지인 열로 소비됨으로서 소음이 감소되는 효과가 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.08
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초전도체는 왜 영상의 온도에서는 작동이 안되나요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.상온에서 초전도체가 만들어지기 위해서는 267GPa(기가파스칼. 기가는 10억을 뜻함)의 거대한 압력이 필요로 한데, 이는 260만 기압을 의미합니다. 굉장히 작은 공간에 황화수소(H₂S)와 수소(H₂), 메탄(CH₄)를 넣고 위아래에서 다이아몬드로 눌러 압력이 260만 기압까지 올리고 레이저를 쪼이면 기체 분자들이 해체되고 원자들이 재배치돼 상온 초전도체인 고체가 만들어진다고 합니다. 하지만 탄소질황수소화물(CSH)라고 부르는 이 고체의 정확한 구조를 모를 뿐 아니라 실험 중에 다이아몬드가 압력을 견디지 못해 깨지면서 이 고체도 연기처럼 흩어져버린다는 게 문제입니다. 따라서 아직까지는 상온초전도체를 만들기에는 충분한 기술이나 연구가 진행되지 못했다고 할 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
23.12.08
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mRNA 백신을 맞으면 프레임시프트 현상으로 엉뚱한 단백질이 생길수있다는데 이게 어떤 현상인가요?
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.Frame shift란 유전자에 나타날 수 있는 돌연변이의 한 유형입니다. 인간의 DNA로부터 전사된 mRNA는 3개의 염기 단위로 읽히게 되며 이러한 유전암호가 연속되어 있는 구조입니다. 이때 3으로 나뉘어지지 않는 수의 염기가 결실하거나, 또는 외부로부터 염기가 삽입되면 암호의 해독틀의 어긋남이 일어나, 그 결과 그 장소 이후의 유전정보가 변화해서 아미노산 배열에 이상이 일어나는 현상이 발생하는데 이를 frame shift라고 합니다.
학문 / 생물·생명
23.12.08
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