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세균전 무기 중에서 탄저균이 쓰인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 탄저균은 호흡기, 감염된 동물 접촉등을 통해 전파되는 특성을 갖음에 따라 제1차 세계 대전에서 독가스가 사용된 뒤로 비대칭전력의 개념연구 이후 생물학무기로써 연구, 활용되기 시작했다. 특히 나치 독일에서 탄저균을 포함한 대량살상무기의 연구가 활발했으며, 최초로 성공한 것은 일본 제국의 731 부대로 알려져 있다. 탄저균은 핵무기와 비교했을 때 제조비용이 값싸고, 우라늄 광석 같은 희귀한 재료가 필요하지 않으며, 핵무기만큼 복잡한 제조 기술이 필요 없기 때문에 사린, 타분, 소만, VX 등 화학 무기와 함께 가난한 자의 핵무기라고 불린다.출처 : 나무위키 - 탄저병
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생물·생명
24.02.28
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병원에서 의사가 사용하는 청진기는 어떤 과학적 원리가 있는지요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 청진기란 물체의 표면에 접촉하여 내부에서 발생하는 가청영역의 진동(전도음)을 튜브로 이끌어 듣는 도구이다. 청진기의 원리는 집음부를 물체의 표면에 접촉, 내부에서 발생하고 있는 가청(들을 수 있는 범위)영역의 소리를 모아 튜브로 유도하여 귀로 듣도록 고안된 도구이다.출처 : 심장박물관 - 청진기의 원리와 구성, 발명과 변천사
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생물·생명
24.02.28
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우리나라에서도 바다거북이 알을 낳는 곳이 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우리나라에 살고 있는 바다거북은 푸른바다거북, 붉은바다거북, 매부리바다거북, 장수거북, 그리고 지난 2019년에 서식이 처음 확인된 올리브바다거북 등이 있어요.(출처 : 해양수산부 - 우리나라 바다에는 어떤 바다거북이 살고 있을까요?)그중에 붉은바다 거북이는 2002년 쯤 우리나라 제주도에서 산란한 기록이 있는데 그 이후로는 없다고 합니다.
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지구과학·천문우주
24.02.28
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바다에서 사는 홍해파리는 성인이후 어느시기에 다시 청년기 즉 젊은 시절로 돌아갈수 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 1994년경 홍해파리를 연구하던 이탈리아의 교수가 실수로 해파리를 수조에 넣고 방치했다가 나중에 찾아가보니 해파리 시체는 하나도 없고 새끼 해파리들이 있었다. 이후 5년간 약 4000마리의 홍해파리를 상대로 연구한 결과, 홍해파리는 수명이 다하면 번데기 같은 모양으로 변해 그 안에서 다시 세포가 형성, 48시간 이내에 어린 모습으로 되돌아가서 다시 성장했다. 즉, 이론상 최적의 환경에서는 자연사를 하지 않는다는 사실이 드러나 충격과 공포를 선사했다. 현재까지도 이 불로장생의 매커니즘은 해명하지 못했다. 스트레스를 받거나 병이 들거나 노화가 진행되었을 때 세포를 새 것으로 갈아버린다는 것 외에는 불명이다.출처 : 나무위키 - 홍해파리
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생물·생명
24.02.28
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새들이 무리를 지어갈 때, V자 형태로 가는 이유는 무엇때문인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 새들은 V자 형태로 무리지어 ‘편대비행’한다. 기러기 고니 두루미 백로가 V자 형태로 이동하는데 이는 매나 독수리 등 천적의 공격을 피해 안전하게 목적지에 도달하기 위해서이다.프랑스국립과학연구소는 날갯짓 횟수와 심장박동수를 조사한 결과 홀로 날아가는 새들보다 편대비행하는 새들이 에너지를 11∼14% 덜 소비한다고 밝혔다. 앞에 날아가는 새가 만든 상승기류를 뒤에 따르는 새들이 이용하기 때문이다. 또 무리 간 의사소통이 원활하다는 분석도 있다. 대체로 우두머리가 대열의 맨 앞에서 무리를 이끈다.출처 : 한국역사문화학교 - 철새 이동 수려한 영상 구수한 입담에 '재미 飛翔'
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생물·생명
24.02.28
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석유에서 각종 기름을 분리하는 것은 어떤 과학덕 원리인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 석유 속에는 다양한 물질이 섞여 있습니다. 그중에는 별로 값어치가 없고 독성이 있는 물질도 있는 반면 상당한 가치를 지닌 물질도 있습니다. 이 때문에 유전에서 석유를 채굴하여 우리가 사용하는 연료의 형태로 유효한 부분을 분리하기 위한 여러 단계의 공정을 거쳐야 합니다. 중요한 분리 방법의 하나가 바로 ‘증류’입니다. 증류는 고순도의 제품을 비교적 저비용으로 제조하는 방법으로 이와 같은 장점 때문에 석유산업은 증류법을 채택하여 사용합니다. 정유공장에서 하늘을 향한 탑들이 바로 증류탑입니다. 이러한 분별 증류의 역사는 본격적으로 석유를 사용하기 시작하던 바로 그때부터 시작되었습니다. 원유는 수많은 종류의 화합물이 한데 뒤섞인 혼합물입니다. 따라서 원유에서 유용한 성분을 얻으려면 혼합물을 분리해야 합니다. 이때 사용하는 방법이 바로 ‘분별증류’입니다. 물질마다 분자의 질량과 결합력에 따라 끓는점이 다르다는 원리를 응용한 방법입니다. 액체 상태의 원유를 가열해 서서히 온도를 높이면 휘발유처럼 가볍고 결합력이 약한 성분이 먼저 기체로 변해서 분리되고, 중유처럼 무거운 성분은 나중에야 기체가 됩니다. 이들을 각각 따로 모아서 다시 식히면 액체 상태의 휘발유와 중유를 얻는 방식입니다. 원유를 분별 증류할 때는 우선 채굴해 온 원유에서 소금기와 수분을 제거한 후 원유 탱크에 넣습니다. 여기서 원유에 열을 가해서 거대한 분별증류탑으로 보냅니다. 분별증류탑에 원유가 주입되면 우선 가장 낮은 온도에서 분리될 수 있는 가장 가벼운 성분인 LPG가 나옵니다. 뒤이어 차례대로 휘발유, 나프타, 등유, 경유, 중유를 얻으며 마지막에 남는 잔류물로 아스팔트를 만듭니다. 이때 온도는 400도 이상으로 올리지 않습니다. 이보다 온도가 높으면 원유에 포함된 물질의 성질이 변해버리거나 폭발할 위험이 있기 때문입니다. 그런데 온도 제한 때문에 400도에서도 기체가 되지 않아 증류탑 아래쪽에 남은 잔류물, 즉 하부생성물에는 여전히 적지 않은 고부가가치 물질들이 분리되지 않은 채 남을 수 있습니다. 따라서 원유를 정제할 때는 하부생성물을 분리하는 ‘감압증류’ 공정을 추가로 거칩니다. 감압증류는 증류탑의 압력을 대기압(상압)보다 낮춘 상태(감압)에서 진행됩니다. 물질은 낮은 기압인 상태에서는 끓는점이 낮아집니다. 대기가 물질 표면을 누르는 힘이 약해지므로 적은 에너지로도 물질 표면에서 분자가 분리되어 나오는 것입니다. 따라서 하부생성물을 대기압의 10%에 채 미치지 못하는 약 75mmHg의 압력을 지닌 ‘진공탑’으로 보내면 400도보다 낮은 온도에서도 추가로 하부생성물에 섞인 물질을 분리할 수 있습니다. 이 과정에서 휘발유, 경유, 화학공업의 원료들처럼 값비싼 물질을 추가로 얻을 수 있습니다. 이처럼 하부생성물을 한번 더 분리하는 진공탑은 탑 안쪽의 압력 변화를 최소화하기 위해 증류탑보다 짧고 두껍습니다. 전형적인 분별 증류탑은 하루에 약 2만 5천 배럴의 원유를 분리할 수 있습니다.출처 : 에너지정보문화재단 - [스토리] 에너지 패러다임(3) 분별증류로 현대화된 석유
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화학공학
24.02.28
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썬글라스의 자외선 기능도 시간이 지나면 줄어들까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자외선 차단 선글라스를 구매하기만 하면 차단 효과가 지속된다고 생각하시는 분들이 많은데요. 선글라스는 구매 후에 2년 정도가 지나면 자외선 차단 기능이 떨어진다고 알려져 있습니다. 선글라스의 코팅은 땀과 염분에 쉽게 손상이 되고 작은 충격에도 벗겨질 수 있기 때문입니다.출처 : 평택밝은성모안과 - 여름철 눈 건강 지킴이 자외선차단 선글라스 수명 알아보기
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지구과학·천문우주
24.02.28
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방사능은 어느 정도의 시간이 지나야 없어진다고 할 수 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 생물학적 반감기는 몸 안으로 들어온 방사성 물질이 소화, 배설 등의 작용으로 몸 밖으로 빠져나가면서 방사능이 절반으로 줄어들기까지 걸리는 시간입니다. 방사성 세슘의 경우 물리적 반감기가 약 30년이지만 생물학적 반감기는 109일입니다. (출처 : 한국원자력 연구원 - 방사성 붕괴과 반감기) 자료를 보면 핵방사능 물질로 제일 많이 나오는 것이 플루토늄(Pu-239)입니다. 이것은 물리적인 반감기는 24,300년 생물학적 반감기는 200년으로 살아 생전에는 반도 없어지지 않습니다.
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화학
24.02.28
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세상의 이런일이 같은데 나오는 시간여행자는 실존할까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 현대 과학으로 증명할수 없는 현상이나 건축물등이 엄청 많습니다. 이런 건출물들이나 현상은 오래전부터 발생되어 왔어서 인류의과학이 발전되기 전에 이룬 업적에 대해서 어떻게 만들었지 어떻게 이런 현상이 발생되었지하게 되는 것입니다. 불과 100년전만 봐도 이렇게 우리 생활에 과학이 발달될것으로 생각하지 못했는데 이렇게 발달된것으로 보면 실제로 조금더 먼 미래에는 시간 여행을 할수 있을지 모릅니다. 그래서 이런 현상이 발생되는 것입니다.
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지구과학·천문우주
24.02.28
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지구의 생성시기를 측정하는 근거는 무엇인가요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구의 나이는 약 46억 년으로 알려져 있습니다. 과학자들의 숱한 땀과 노력 끝에 100년 가까이 걸려 알아낸 사실입니다. 도대체 지구의 나이는 어떤 근거로 추정된 수치일까요? 지구의 나이를 확인하려면 방사성 연대측정법을 이용합니다. 방사성 원소의 붕괴는 오로지 시간만 관련 돼 있을 뿐, 주위의 압력이나 온도 등에 전혀 영향을 받지 않기 때문입니다. 방사선 원소가 붕괴되어 원자수가 원래의 반으로 줄어드는 시간을 ‘반감기'라고 합니다. 탄소(14C)의 반 감기는 약 5730년이고, 우라늄 235와 238의 반감기는 각각 7억400만 년, 44억6000만 년입니다. 500년에서 5만 년 사이의 연대를 추정할 때는 방사성 탄소(14C) 연대측정법이 쓰입니다. 이는 반감기가 약 5730년인 방사성 탄소가 질소(14N)로 붕괴되는 것을 이용해 연대를 측정하는 방법입니다.지구에서 일반적인 탄소(12C)가 순환하는 시간이 방사성 탄소의 반감기보다 훨씬 길기 때문에 살아있는 모든 생물체가 지닌 탄소는 두 가지 탄소*의 비율이 거의 일정하게 유지됩니다.자연계에는 12C가 98.98%로 가장 많고 13C는 1.11%, 14C는 아주 극미량(10의12제곱분의 1)이 존재합니다. 탄소 동위원 소비율은 12C의 양을 분모로 하고 13C의 양이 얼마나 차지하는지를 나타내는 비율로 계산합니다. 몸속에 0.1g의 방사성 탄소를 유지하고 있는 동물을 가정해 봅시다. 이 동물의 오래된 유골을 발굴하여 방사성 탄소의 양을 측정한 결과가 0.05g이었다면, 그 동물은 5730년 전에 살았다는 의미입니다. 탄소 연대측정법은 미국의 물리학자인 윌러드 리비(1908~1980년)가 1946년에 개발하였고, 1960년 이 업적을 인정받아 그는 이것으로 노벨 물리학상을 수상했습니다.탄소 연대측정법으로 지구의 암석에 들어 있는 방사성 원소의 반감기를 측정해서 얻은 값이 약 46억 년입니다. 따라서 지구의 나이를 약 46억 년으로 추정하게 된 것입니다. 탄소 연대측정법 이외에도 오래된 유적이나 유물이 어느 시대 것인지 밝혀내기 위해 칼륨-아르곤 연대측 정법, 루비듐-스트론튬 연대측정법 등 대략 10가지 반감기가 쓰이고 있습니다. 인류는 방사능 원소가 붕괴되면서 엄청난 양의 에너지를 방출하기 때문에 지구 내부가 뜨겁다는 사실도알게 되었습니다. 이처럼 방사선 원소의 붕괴 현상은 지구 내부의 실체를 이해하는데도 도움을 주고 있습 니다.출처 : LG상남도서관 - 지구의 나이는 어떻게 계산한 것일까?
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지구과학·천문우주
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