방수 코팅이 물을 막아주는 과학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.방수 코팅이 물을 막아주는 원리는 표면 장력과 표면 에너지 조절을 통해 물이 표면에 달라붙지 않게 만드는 화학적 현상이 작용하게 됩니다. 방수코팅 재료는 실리콘이나 불소 성분의 코팅제가 표면 에너지를 낮춰 물을 강하게 밀어내는 소수성 표면을 만들어 냅니다. 물이 표면에 붙으려는 힘보다 자기들끼리 뭉치려는 표면 장력이 더 커져서 스며들지 않고 구형으로 맺힙니다. 그리고 미세한 나노 돌기 구조가 물방울과의 접촉 면적을 줄여 주여 물이 옷감에 묻지 않고 동글동글하게 굴러 떨어지거나 튕겨 나가게 만드는 것 입니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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지구 인구 증가와 인구 구조 변화에 대한 토론
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.지구의 인구 증가와 구조변화에 대한 논쟁은 지속 가능한 미래를 위해 두가지의 상반된 과제의 균형을 요구하는 복잡한 문제 입니다. 인구증가 억제의 필요성이 있는데 아프리카나 일부 개도국을 중심으로 한 급격한 인구증가는 식량 및 에너지 자원의 고갈과 탄소 배출 가속화를 초래하므로 인구증가 속도를 조절하는 것은 거시적으로 필요합니다.반면 한국 유럽 등 선진국 등이 겪고 있는 급격한 저출생 고령화는 생산연령인구의 축소와 경제 성장 잠재력을 마비 시키고 있으므로 해당 지역에서는 출생률 회복와 인구 구조 안정화가 당면한 과제 입니다. 전 지구적 관점에서 자원소모를 줄이는 인구 억제와 지속 가능한 기술 개발이 시급하지만 국가적 생존 과전에서는 감소하는 경제 인구를 유지하는 출생률 상승이나 이민 정책이 중요하므로 이런 지역별 특성에 맞춘 균형 잡힌 이원화 전략이 필요합니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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레이저 거리 측정기가 거리를 계산하는 과학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.레이저 거리 측정기는 거리를 계산하기 위해 빛의 물리적 특성을 활용하며 비행시간 방식과 위상차 방식을 사용합니다. 비행시간 방식은 장비의 다이오드에서 발사된 좁고 집중된 레이저가 벽면에 부딪힌 후 다시 측정기 내부의 수신기 센서로 돌어오는데 걸리는 시간을 초정밀 타이머로 측정합니다. 빛의 이동속도는 초당 30만 km 로 고정된 상수값이기 때문에 내부 프로세서가 거리=(빛의 속도*왕복시간)/2 라는 물리 공식을 적용하여 수 밀리초만에 거리를 계산해 내는 것 입니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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식물의 명반응과 암반응을 통한 광합성 전체 진행 과정이 궁금해요
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.명반응의 에너지 전환은 틸라코이드 막에서 빛 에너지를 흡수하여 물으 분해하며 산소를 배출하고 세포의 동력원인 ATP 와 NADPH 라는 화학 에너지를 만들어 냅니다. 암반응의 물질 합성은 스트로마에서 명반응의 생성물이 ATP 와 NADPH 를 연료로 삼아 이산화탄소를 고정하고 환원함으로써 최종 생산물이 포도당을 합성하게 됩니다. 명반응은 에너지를 공급하고 암반응은 이를 소비하며 에너지가 고갈된 ADP, NADP 를 다시 명반응으로 순환시키는 완벽한 상호 의존 관계를 이루고 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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하수처리장에서 유입수의 유기물 농도가 갑자기 낮아지면 생물학적 처리에 어떤 영향이 있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.하수 처리장 유입수의 유기물 농도가 갑자기 낮아지면 미생물의 먹이가 부족해지면서 생물학적 처리계통인 활성 슬러지 공정에 심각한 장애가 발생하게 됩니다. 먹이가 부족해진 미생물들이 생존을 위해 서로를 분해하는 자가산화 현상을 일으켜 슬러지의 양이 줄어들고 플록이 미세하게 깨지면서 침전지에 잘 가라안지 않아 처리수가 탁해지게 됩니다. 질산성 질소를 가스로 바꾸는 탈질 미생물은 유기물을 탄소원으로 사용해야 합니다. 하지만 유기물이 부족해지면 탈질 반응이 멈춰 방류수의 총질소 농도가 급격하게 상승하여 질거제거 효율이 저하 됩니다.또한 유기물의 농도가 낮은 환경에서 잘 자라는 특정 사상균이 이상 증식하여 슬러지가 부풀어 오르고 가라안지 않아 방류수와 함께 유실될 위험이 커지게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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하수처리장의 유량조정조에서 수위가 반복적으로 크게 변하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.하수처리장 유량조정조에서 유입량 변화가 없는 데도 수위가 급격하게 변화하는 이유는 펌프의 이송능력과 유입량 사이의 밸런스 붕괴나 제어 계통의 문제 때문입니다. 유입량에 비해 조정도 배출 펌프의 용량이 너무 크면 가동시 수위가 순식간에 내려가고 정지시 유입수에 의해 수위가 다시 급격히 상승하는 잦은 가동 현상이 발생합니다.거품이나 부유물 또는 물결로 인해 수위계가 수위를 오인식 하면 펌프가 비정상적으로 켜거 꺼짐을 반복하며 수위를 크게 출렁이게 만들 수도 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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형상기억합금은 어떻게 원래 형태로 돌아가나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.형상 기억합금이 원래 형태로 되돌아가는 현상은 온도에 따른 재료 내부의 결정 구조의 변화 때문 입니다.저온에서는 원자배열이 유연한 구조를 가지고 있는데 이때 외부의 힘을 가하면 원자 사이의 결합이 끊어지지 않고 배열 각도만 찌그러지며 모양이 변합니다.변형된 합금에 열을 가해 일정 온도 이상이 되면 원자들이 가장 안정적인 원래의 규칙적인 배열로 순식간에 재배열 되면서 처음 기억했던 모양으로 되돌아 가는 것 입니다. 일반 금속은 변형시 원자 위치가 아예 이탈하는 소성 변형이지만 형상기억합금은 온도 변화에 따라 격자 구조의 형태만 가역적으로 바뀌기 때문에 원래 상태를 기억하고 찾아갈 수 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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하수처리장에서 유입수의 염분 농도가 갑자기 높아지면 생물학적 처리에 어떤 영향을 주나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.하수처리장 유입수의 염분 농도가 갑자기 높아지면 담수에 적응되어 있던 일반 호기성 미생물들이 물리적 화학적으로 피해를 입어 생물할적인 처리공정 전반에 심각한 문제를 일으킵니다.고농도 염분이 유입되면 미생물 세포 내외의 삼투압 차이로 인해 세포속 수분이 빠져나가는 세포 탈수 현상이 일어나게 됩니다. 이로 인해 미생물이 급격히 사멸하거나 활성이 둔화되어 유기물에 대한 분해 효율이 크게 떨어 집니다또한 포기조 미생물 중에서도 특히 암모니아를 제거하는 질산화균은 염분 변화에 민감한데 염분이 1% 를 넘어가면 질산화 반응이 급격하게 억제되어 방류수의 질소 농도가 증가하고 수질 기준을 초과하는 문제가 나타나게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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하수처리장에서 유입수에 기름 성분이 많아지면 어떤 문제가 발생하나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.기름 성분이 많아지게 되면 기름막이 미생물 표면을 덮어 산소 전달을 방해하므로 폭기를 해도 미생물의 오염물질의 분해 효율이 급격히 떨어지게 됩니다.미생물이 유분을 분해하는 과정에서 점성이 높아지거나 특정 사상균이 증식해 폭기조에 지속적인 기름 거품인 스컴이 다량 발생하게 됩니다. 기름이 슬러지에 붙게되면 밀도가 낮아져 가라안지 않고 위로 뜨는 팽화현상이 일어나면 결국 침전지에서 슬러지가 방류수와 함께 유실될 수 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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명화 성 볼프강과 악마의 스토리에 대해서 궁금해요.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.해당 작품은 성 볼프강이 교회를 지을 때 악마가 돕는 대신 완공 후 처음 들어오는 생명체의 영혼을 요구하는 계약을 맺는 긴장감 넘치는 순간을 그린 작품 입니다. 악마는 교회의 목적상 당연히 인간이 1등으로 들어올 것이라 확신했기 때문에 이런 계약을 맺었던 것 입니다. 하지만 성 볼프강은 악마의 계약 조건을 역이용해 사람이 아닌 동물을 먼저 들여보냄으로써 악마를 완벽하게 속이고 승리했다는 전설을 바탕으로 만든 작품 입니다. 악마가 멍청해서 라기 보단 악마의 오만함과 사악함을 인간이 이겨내는 지혜로운 모습을 통해 사람들에게 교훈을 주고자 만든 작품이라 할 수 있겠습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
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