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핸드폰 무선충전의 원리는 무엇있가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 무선충전은 전자기 유도 방식으로 충전이 이루어집니다. 무선충전기와 스마트 기기 모두 내부에 코일이 있는데. 무선충전기에는 전자 기장 을 발생시키기 위한 코일이, 스마트 기기에는 유도 전류를 수신하기 위한 코일이 내장되어 있습니다. 때문에 두 개의 장치를 접합시키면 코 일 사이에서 전류가 흐르며 자기장이 발생합니다. 그 자기장은 스마트 기기 코일에 유도 전류를 발생시키게 되고, 이 전류를 직류로 변환하여 내장 배터리가 충전됩니다. 현재 시중에 나와있는 대부분의 스마트 기기 무선충전기는 자기 유도방식을 사용하고 있습니다. '전자기 유도'원리를 이용한 방법인데요. 기기와 충전기를 직접 접촉시킴으로서 충전시키는 방식으로 스마트 기기와 충전기 내부의 코일이 서로 접촉이 되어야 충전이 이루어집니 다. 자기 유도방식은 전력 전송 거리가 짧아 충전기와 스마트 기기 접촉면이 정확하게 닿아야 충전이 됩니다. 위치가 틀어지면 충전이 안 되거나 효율이 낮아지며, 스마트 기기에 사용하는 액세서리나 두꺼운 케이스 등은 제거하고 충전해야 하는 불편함이 있습니다. 또한, 자기 공진방식과는 다르게 동시 충전이나, 다른 일을 하면서 충전을 하기 어렵습니다. 하지만, 자기 유도방식은 구현하는 것이 쉽고, 인체에 끼치는 영향이 거의 없기에 많은 기업들이 자기 유도방식을 사용한 무선충전기를 개 발, 상용화하고 있습니다.접촉면이 맞닿지 않아도 충전할 수 있는 방식이 '자기 공진방식'입니다. 이 또한 코일이 사용되면서 충전기와 단말기의 코일이 같은 주파수 로 동작할 대 발생되는 자기적 공명을 이용하여 충전을 하는 방식입니다. 특정 주파수로 진동하는 자기장을 생성해 같은 주파수를 가진 전 자기기 코일에 전류를 전달하는 기술이죠. 전자기 유도와 비슷해 보이지만, 주파수를 사용하는 것에서 차이점이 있습니다. 그렇게 때문에 맞닿지 않아도 어느 정도 거리에서는 충전이 가능하며, 한 번에 여러 기기 충전도 가능합니다. 코일 설계가 자기 유도방식보다 어렵고 전자파가 많이 발생해 인체뎨 유해할 가능성이 있습니다. 때문에 일상에서 만나기까지는 시간이 좀 더 필요할 것으로 보입니다. 하지만, 단점을 극복할 수 있다면 자기 유도방식보다 훨씬 더 실용적으로 사용이 될 수 있을 것 같습니다.출처 : 스마트제조혁신추진단 블로그 - [지식+] 무선충전기로 삶의 질향상! 어떤 원리로 충전이 될까?
학문 / 전기·전자
23.12.17
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현재 우리 사회가 도파민으로 중독되어 있다는 말이 과학적으로 맞는 말인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 쾌락 중추와 보상 중추에 작용하는 특성상, 도파민은 다양한 중독 상황에 관여하는 주요한 요소라고 추측된다. 그러나 중독에 관한 엄밀한 접근에는 검증되지 않은 가설이 많으며, 특히 인간을 대상으로 실험적, 수치적으로 검증한 사례는 거의 없다.생물은 항상성을 갖는다는 것은 과학적인 상식이고, 따라서 도파민 수치가 지나치게 높게 유지될 경우 도파민에 둔감해지며, 이로 인해 쾌락 중추와 보상 중추가 교란되어 중독을 비롯한 여러 요소가 발생하리라는 것은 합리적인 추론이지만, 그 면면이 구체적으로 밝혀지지 않은 상태이기 때문에 아직은 이에 대해 명확한 지침을 얻을 수는 없다. 의학이 더욱 발전하면 마치 우리가 잠과 음주에 대해 건강을 해치지 않기 위한 가이드라인을 갖고 있듯이 정신 건강을 지키기 위한 가이드라인을 가질 수 있겠지만, 아직은 그 단계에 이르지 않았으며, 그저 일반적인 견지에서 "너무 자극적이고 말초적인 쾌락에 탐닉하는 것은 좋지 않다"라는 수준 이상은 말할 수 없다.문제는, 그럼에도 불구하고 마치 모든 문제를 '도파민 중독'으로 명쾌히 설명할 수 있는 것처럼 호도하거나, 이를 개선할 수 있는 구체적인 방법을 자신들이 알고 있다는 식으로 "도파민 해독(detox)"을 논하는 비전문적인 글이나 영상 들이 존재한다는 것이다. 현시점에서 이는 전형적인 유사과학 또는 변경지대의 과학으로 가는 지름길이다. 2023년 현재 시점에서 아직은 도파민과 관련된 요소들이 이런 방법론을 논할 정도로 성숙하지 않았다는 점을 명심하고, 이러한 주장을 소비할 때에는 구체적인 근거를 명확히 따져서 받아들이도록 하자.(출처 : 나무위키 - 도파민)인체의 특성상 도파민이 많이 분출되면 그 항상성을 유지하기 위해서 억제제와 흡수제가 작용을하는데 과도한 도파민의 분비가 지속되면 이런 돺민 수용기가 파괴되면서 도파민 분비체계가 망가지면서 더 많은 도파민을 분출시키기 위해서 중독이 되는것입니다. 이런 중독은 마약이나 단것, 짠것 등에 의해서 발생되는데 이런 현상에 의한 의존이 생기면 중독이 되는 것입니다. 하지만 위에 보듯이 명확한 근거가 아직 없어서 마약과 같은 것 외에는 아직 꼭 도파민떄문에 중독이 된다고는 할수 없습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.17
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우리가 어떤 재밌거나 흥미있는것을 할때 도파민이 지속적으로 생성하게할 수 있는 조건은 무엇일까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 도파민은 일반적으로 특정한 행동을 형성하여 사람으로 하여금 동기를 유발함으로써 즐거움과 재강화의 기분을 제공하는 뇌의 보상 시스템과 관련되어 있다. 도파민은 음식, 섹스, 약물과 자극으로 보상의 경험에 의해 분비된다(특히 nucleus accumbens 와 prefrontal cortex지역). 최근 공격 또한 도파민의 분비를 자극한다는 연구가 있다. 이 이론은 코카인, 니코틴, 암페타민과 같은 약물의 기간에 논의한다. 직접적으로 혹은 간접적으로 mesolimbic 보상 경로에 있어 도파민의 증가는 영향을 미친다. 중뇌의 도파민 뉴론은 뇌내 도파민의 주요 source이다. 도파민은 운동조절과 예측된 보상의 신호 오류와 인지 등을 조절한다. 대뇌 도파민 결핍은 파킨슨병의 증거이다. 조현병, 자폐증, 주의력결핍과다 행동장애, 약물남용과 같은 다른 병리학적 상태는 도파민 기능과 연관되어 있다. 도파민은 소비, 중독과 같은 Reward seeking behavior와 깊게 연관된다.(출처 : 위키백과 - 도파민)도파민은 즉 지속적인 자극에의한 쾌감을 느끼게 해주는 것입니다. 그러다 보니 그런 점점더 강한 쾌감을 느끼기를 원하다 보니깐 더욱 근 자극을 원하는 것입니다. 그래서 마약이나 또는 음식등에 중독으로 지속적으로 더 많은 도파민을 분비하게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
23.12.17
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마스크를 쓰고 숨을 쉬면 안경이 김이 서리는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 마스크를 쓰고 숨을 쉬면 마스크의 코부분으로 입에서 나온 수증기가 나오면서 외부 온도가 낮으면 액화가 되는데 이게 안경에 닿으면서 김이 서리게 되눈 것입니다. 그냥 입에서 호흡을 내뱉어도 하얗게 보이는게 수증기가 액화되서 그런건데 마스크를 써서 그 입김이 바로 안경쪽으로 가서 그렇게 되눈 것입니다.
학문 / 화학
23.12.16
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플라스틱을 구부렸을때 하얗게 변하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 플라스틱은 고분자로 이루어진 물질 혹은 혼합물로, 고분자가 연결된 구조의 차이에 의해 열경화성 플라스틱과 열가소성 플라스틱으로 나눌 수 있습니다. 열경화성 플라스틱은 고분자 사슬이 강한 결합으로 이루어져 열을 가하면 녹지 않고 분해가 일어나는 반면, 열가소성 플라스틱은 고분자 사슬이 약한 결합으로 이루어져 열을 가하면 녹는 성질을 가지고 있습니다. 이때 열가소성 플라스틱은 열과 압력을 가했을 때 사슬 고리가 변형되면서 또 다른 구조를 형성하게 됩니다.구부렸을 때 백화현상이 일어나는 플라스틱은 바로 이러한 성질을 가진 열가소성 플라스틱입니다. 플라스틱을 구부리면 압력에 의해 부분적으로 당겨지면서 한쪽으로 고분자가 몰리게 되는데, 이렇게 고분자가 몰린 쪽은 밀도가 높아지게 되고 이에 따라 밀도가 낮아지는 부분도 생기게 됩니다. 고밀도일수록 빛의 회절각이 커지고 저밀도일수록 빛의 회절각이 작아져 부분적으로 빛을 반사하는 방향이 다 달라지게 되는데요. 이 때문에 난반사가 일어나 구부린 부분이 빛의 중첩으로 하얗게 보이게 되는 것이죠.그렇다면 이러한 백화현상을 방지하려면 어떻게 해야 할까요? 바로 백화현상이 일어난 곳에 열을 가해주는 것인데요. 열을 가해주면 밀도가 다시 균일해지면서 빛의 중첩으로 인한 백화현상이 사라지게 된답니다.출처 : 포항공과대학교 - 플라스틱을 구부릴 때 백화현상은 왜 생기는 것일까?
학문 / 화학
23.12.16
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열감지 종이의 과학적 원리와 적용된 기술이 어떤게 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 열감지 종이는 일반종이와 달리 일정 온도에 반응하는 종이입니다. 감열지는 열을 받으면 색이 드러나게 만든 종이를 말하는데, 이를 위해 약품처리가 필요합니다. 이 때 들어가는 약품에는 ‘염료’와 색을 잘보이게 하는 ‘증감제’, 색을 나타내는 ‘현색제’가 들어있습니다. 비스페놀A는 감열지에 열이 가해지면 숨어있던 색깔을 나오게 하는 현색제에 들어가서 촉매작용을 하는 물질입니다. 이런 감열지는 편의점이나 카페, 백화점 등에서 쓰이는 대부분의 영수증이 감열지를 이용하여서 발행되는 것이빈다. 출처: [교육부 공식 블로그:티스토리] - 영수증을 발급받으면 위험해지는 이유
학문 / 전기·전자
23.12.16
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건조기 돌려서 나온 물은 깨끗한가요??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 건조기는 빨래를 거친 습한 공기를 냉기를 발생시키는 '열 교환기'에 의해 열을 빼앗기며 제습이 이뤄집니다. 이 과정에서 습기는 응축수로 변하고, 건조한 공기는 다시 드럼 안을 순환하며 옷을 말립니다.(출처 : 삼성뉴스룸 - 건조기 궁금증) 그래서 발생되는 물은 결국 세탁을 해서 말리는 과정에서 나오는 물로 의류의 재질이나 세탁의 정도에 따라서 수증기에 세균이나 오염물질이 포함되어 있을 수 있습니다. 그래서 재활용으로 사용하려면 별도 피부나 깨끗한 물이 꼭필요한데에는 사용하시지 않는 것이 좋습니다. 별도 재활용으로 사용하시려면 변기의 내리는 물로 사영하시는 정도 권장해 드립니다.
학문 / 화학
23.12.16
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식물과 동물에게도 혈액형이 있나요? 있다면 과학적 이유가 궁금해요.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 과거 의사들이 안전한 수혈 방법을 찾다가 사람들의 피가 서로 다른 성질을 갖고 있다는 것을 발견했 습니다. 우리는 이것을 혈액형이라고 부릅니다. 인간의 혈액형은 썰반적으로 A형, B형, AB형. 0형 4가지로 구분됩니다. 혈액형의 발견은 사람들 간 수혈을 더욱 안전하게, 또 쉽게 만들었습니다. 사람의 혈액형과는 다르지만 동물들도 분명히 혈액형을 갖고 있습니다. 그 중 사람과 유사한 동물이 라고 잘 알려진 침팬지는 A형과 0형, 고릴라는 B형이 있는 것으로 알려졌습니다. 인간과 가까운 반려 동물들도 혈액형을 가지고 있습니다. 사람은 ABO식, RH+, RH- 식이라는 혈액 형 분류 기준이 있습니다. 개들도 마찬가지입니다. 가장 널리 쓰이는 것은 DEA(Dog Erythrocyte Antigen) 형식입니다. 적혈구 항원을 기준으로 혈액형을 분류하는 방식으로 DEA 1.1, DEA 1.2, DEA 3, DEA 4처럼 DEA 뒤에 숫자를 붙이는 형태로 씁니다. 견종마다 차이는 있지만 DEA 4의 빈 도가 가장 많다고 합니다. 나아가 개의 혈액형은 13종류 이상이며, 국제적으로 인정된 혈액형은 7종류입니다. 개는 한 번에 여러 개의 항원을 가질 수 있어 하나 이상의 혈액형을 가질 수 있습니다. 사람으로 치면 A, B형 두 가 지의 혈액형을 모두 가지는 셈입니다. 참 신기합니다. 그런데 더 신기한 것은 개의 경우 첫 수혈은 혈 액형과 상관없이 받을 수 있다는 점입니다. 자연 발생 항체를 가지고 있지 않기 때문입니다. 하지만 한 번이라도 수혈을 받으면 항체가 생기기 때문에 추가 수혈 시 반드시 혈액형 검사가 필요합니다. 자신이 키우는 반려견이 수혈 경험이 있다면 반드시 동물병원에 수혈 이력을 알려줘야 합니다! 고양이도 혈액형을 가지고 있습니다. 고양이의 혈액형은 A, B, AB형 세 가지로 나뉩니다. 전체 고양 이의 약 90%가 A형, 10%가 B형, 1% 내외가 AB형이라고 알려져 있습니다. 러시안블루. 메인쿤. 버미즈. 아메리칸 숏헤어 등 특정 묘종의 경우 95~100% 확률로 A형 혈액형을 가지고, AB형은 뱅 갈.스핑크스 등의 특정 품종에서 매우 희귀하게 나타납니다. 고양이는 개와는 다르게 혈액형이 일치 해야 수혈 받을 수 있습니다. 때문에 첫 수혈 시에도 혈액형을 정확히 체크해야 합니다. 고양이는 수 혈 시 한 번에 채혈할 수 있는 양이 50cc로 매우 적고, 보관 가능 시간도 짧습니다. 따라서 정말 필요 한 순간에 혈액을 구하기 힘들 때가 많습니다. 또한 간혹 어미와 새끼의 혈액형이 다른 경우가 있는 데. 이 때 수유를 통해 새끼에게 전해진 항체가 적혈구를 공격해서 용혈 빈혈이 생기는 등 문제가 생 길 수 있습니다. 때문에 고양이 수혈은 항상 조심해야 합니다. 그밖에 원숭이는 사람과 같은 A. B, AB, 형 네 가지의 혈액형을 갖고 있고, 돼지는 A부터 0까지 15가지, 닭은 16가지의 혈액형을 갖고 있습니다. 동물들의 혈액형이 사람보다 훨씬 더 많습니다.출처 : 한국동서발전 공식블로그 - 반려동물도 혈액형이 있다?
학문 / 생물·생명
23.12.16
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인간의 DNA는 몇개의 염색체로 구성되어 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 인간 유전체은 한 인간 개체를 만들기 위해서 필요한 모든 유전자들과 유전자 바깥 부분을 포함하는 약 33억 쌍 정도의 모든 DNA 염기 서열을 통틀어 말한다. 인간 유전체은 44개(22쌍)의 상염색체와 2개(1쌍)의 성염색체 (X, Y), 그리고 미토콘드리아 DNA에 나뉘어 유전된다. 유전자는 DNA(디옥시리보스핵산)가 담당하고 있다. DNA란 인산이나 당뿐 아니라, A(아데닌), T(티민), G(구아닌), C(사이토신)의 염기로 이루어져 있는 이중 나선형의 물질이다. 이러한 네 가지 염기 배열에 의해서 유전 정보가 암호화되고 있다. 사람의 유전자 약 2만 개는, 대략 30억 쌍의 염기대의 DNA에 기록되어 있다. DNA의 염기 배열이 어느 유전자에 대응하는지를 조사함으로써 사람의 모든 유전자를 해독하는 것을 인간 유전체 계획라고 부르고 있다.출처 : 위키백과 - 유전체(생명과학)
학문 / 생물·생명
23.12.16
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물속에 오래있으면 손과 발만 쭈글쭈글 해지는 이유가 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물속에 손과 발을 오래 넣어두면 쭈글쭈글해지는 이유는 삼투압떄문입니다. 삼투압현상은 농도가 다른 두 액체를 반투막으로 막아 놓았을 때, 용질의 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매가 옮겨가는 현상에 의해 나타나는 현상입니다. 즉 이현상은 우리의 몸이 농도가 높아서 상대적으로 농도가 낮은 물이 우리의 피부를 통해서 우리몸에 들어오면 우리 몸이 물이 많아지면서 불어서 쭈글쭈글해지는 것입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.16
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