답변 내역

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'

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

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

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.

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.

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?

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우리몸에는 철이온을 가진 헤모글로빈에 의해 적혈구가 산소를 운반하게 되는데, 산소를 운반하는 원리는 헤모글로빈이 산소에 대한 산소친화도에 의한 것입니다. 혈중의 수소이온농도가 높아지면 산도는 떨어지는데 이러한 환경에서 산소는 헤모글로빈에 대한 친화도가 낮아져 대부분의 산소를 해리시키게 됩니다.(출처 : 서울아산병원 - 적혈구)즉 몸속 피속에 있는 철이온을 가진 헤모글로빈이 페로 들어온 공기중에 산소만 결합하여서 몸속에 전달해주면서 이산화탄소를 받아와서 배출되는 것입니다.

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 외계 행성의 분류 중 지구와 환경이 거의 유사한 행성 혹은 생명체가 살기에 적합한 행성을 말한다. 공식적으로는 생명체 거주가능 영역을 뜻하는 골디락스 행성(Goldilocks Planet)이라고 한다. 슈퍼지구와는 다소 개념이 다르다.표현 자체는 '유사 지구'지만, 인간이 우주복을 입지 않고도 발을 내딛을 수 있다는 소리가 아니다. 산소/이산화 탄소 비율이 지구와 다르기만 해도 호흡에 지장이 생기며 대기중에 일산화 탄소나 암모니아, 청산가스 같은 유독물질이 있을 수도 있다. 학계에선 현재까지 발견된 행성들 중에서 지구와 환경이 100% 똑같아서 인간이 우주복을 입지 않고도 발을 내딛을 수 있는 행성은 극소수에 불과할 것으로 보고 있다. 케플러 22b : 지구의 약 2.4배 크기에 태양과 비슷한 케플러-22 별 주위를 돌고 있다. 액체 상태의 물이 있을만한 골디락스 존에 위치한다. 글리제 581의 일부 행성, 그 중 글리제 581g가 액체상태 물이 있는것으로 추정되어 유사 지구로 유력한 후보이다. 글리제 667Cc : 하늘에 태양이 3개 떠있는 것이 특징인 이 행성은 마찬가지로 골디락스 존에 있는 것으로 추정된다. 케플러 442b - 골디락스 존 중간에 위치한 행성으로, 높은 확률로 바다가 존재하며 남은 수명이 비교적 긴 태양까지 갖추고 있어 생명체가 존재할 가능성이 지구보다 높다.출처 : 나무위키 - 유사지구

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자석에 잘 붙는 물체를 '강자성체' 라고 부르는데 철과 니켈, 코발트 등이 강자성체에 속합니다. 또한 자석에 붙기는 하지만 약하게 끌리는 물체를 '상자성체' 라고 부릅니다. 종이, 황, 알류미늄, 마그네슘 등이 상자성체에 속합니다.출처 : 한국전기연구원 - 철커덕 자석

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 현수교의 대표적인 예로는 광안대교와 이순신대교가 있습니다. 교량의 중간에 있는 큰 기둥을 ‘주탑’이라고 합니다. 그리고 주탑에 연결되 어있는 케이블을 ‘주 케이블'이라고 하며 주 케이블에서 내려오는 선을 '현수재’라고 합니다. 사장교의 대표적인 예로는 인천대교와 올림픽대교가 있습니다. 사장교에도 마찬가지로 주탑이 있지만, 현수교와 달리 주 케이블이 없고 주 탑에 연결된 케이블이 바로 상판으로 연결되는 형태입니다. 첫 번째 사진이 바로 인천대교입니다. 인천대교는 사장교의 형태를 가지며, 우리나라에서 가장 긴 다리이자 세계에서 일곱 번째로 긴 다리입니다. 두 번째 사진은 천사대교입니다. 천사대교는 국내에서 유일하게 사장교와 현수교를 합친 형태의 교량이자, 1,004개의 섬을 아우 르는 다리라고 하여 천사대교라는 이름을 가지게 되었습니다. 인천대교와 천사대교의 형태에 대해 알아보았으니 지금부터 이들의 건설 방법에 대해 알아보겠습니다. 인천대교 주탑의 높이는 63빌딩과 비슷한 높이로 230.5m입니다. 주탑을 이렇게나 높이 올릴 수 있었던 이유는 '초고압 펌프'를 이용하였기 때문입니다. 이를 통해 콘크리트를 높은 곳까지 굳지 않게 유지하면서 전달하고, ‘자동 상승 거푸집'을 이용하여 24시간 동안 계속 작업 할 수 있는 환경을 만들었습니다. 그렇다면 주탑의 기초가 되는 기초말뚝은 어떻게 지어졌을까요? 지름 3m의 강관(내부에 빈 공간이 있는 강철로 만든 관) 24개를 바다의 암반에 심어서 기초를 다졌습니다. 이때, 강관 안에는 물과 섞이지 않는 특수 콘크리트로 채워 튼튼한 기초말뚝을 완성하였습니다. 기초말뚝의 안전성을 판단하기 위해서는 하나의 강관이 받는 압축력을 계산해야 합니다. 그러나 강관의 지름이 3m나 되어 한 개의 설계하 중이 7,000t에 이릅니다. 그리고 이를 안전한지 판단하려고 하면 21,000t 정도의 매우 큰 힘을 가해봐야 합니다. 이러한 안전성 판단을 위해 '오셀'이라는 특수 잭을 사용하였는데요. 30,000t까지의 힘을 강관에 가하여 안전성을 시험하였습니다. 다음으로 천사대교의 건설 방법에 대해 알아보겠습니다. 인천대교에서는 주탑과 기초말뚝의 건설 방법을 소개하였으니, 천사대교에서는 상판을 잇는 건설 기술을 소개하겠습니다. 교량 상판을 주탑과 연결하기 위해 사용한 건설 방법으로는 인양공법과 직하인양공법이 있습니다. 인양공법은 해상크레인을 이용하여 교량의 상판을 끌어올리는 것이고, 직하인양공법은 주 케이블에 리프팅 장치를 설치하여 상판을 끌어올리는 방법입니다. 또한 육지와 이어지는 교량 부분은 접속교의 형태로 되어 있는데, 이는 연속압출방식인 ILM(Incremental Launching Method) 공법으 로 시공하였습니다. ILM공법이란 교량의 상판을 주형 제작장에서 1세그먼트(segment)씩 제작하고 잭을 이용하여 조금씩 밀어내면서 교 량을 가설하는 공법입니다. 지금까지 인천대교와 천사대교에 사용된 여러 가지 건설 방법에 대해 알아보았습니다. ‘바다에 교량을 어떻게 지을까?”에 대한 궁금증이 어느 정도 해결되셨나요? 앞으로 교량을 지나갈 때 교량의 형태와, 교량에 쓰인 기술에 대해 생각해볼 수 있을 것 같습니다.출처 : 한국건설기술연구원 - 바다에 교량은 어떻게 지어질까?