답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.주기율표에 수록된 118종의 원소가 모두 지구상에 존재하는 것은 아니다라는 말은, 자연 상태의 지구에서 발견되는 원소와 인위적으로 만들어낸 원소가 섞여 있다는 뜻입니다.자연 상태에서 존재하는 원소는 1번 수소부터 92번 우라늄까지의 원소들로 대부분 지각, 바다, 대기 등 지구의 자연 상태에 존재합니다. 93번 이후의 원소들부터 118번 오가네손까지의 무거운 원소들은 자연 상태의 지구에는 존재하지 않고, 입자 가속기를 이용해 가벼운 원자핵들을 엄청난 속도로 충돌시켜 인위적으로 합성해낸 원소들입니다. 이들 원소들이 자연 상태에 존재하지 못하는 이유는 원자핵의 불안정성과 반감기 때문입니다. 원자번호가 커질수록 원자핵 속에 들어가는 양성자와 중성자의 수가 많아지면서 양성자끼리는 서로 밀어내는 힘이 작용하여 원자핵이 극도로 불안정해기 때문에 존재할 수 없습니다. 또한, 이렇게 불안정한 초중량 원소들은 생성되는 즉시 방사선을 방출하며 더 가벼운 원소로 쪼개지면서 방사성 붕괴가 일어납니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.자외선에 노출되면 옷의 색이 바래거나 플라스틱이 변색되는 이유는 광산화작용과 발색단의 분해 반응이 일어나기 때문입니다. 자외선은 높은 광자 에너지를 가지고 있어 자외선이 물질에 닿으면 유기 화합물의 분자 결합을 직접 끊어버릴 수 있을 만큼 강한 에너지를 전달하게 됩니다. 옷의 색이 바래는 이유는 옷감에는 염료가 특정 색을 띄게 하는 발색단인 존재하는데, 높은 에너지를 가진 자외선이 염료 분자에 부딪치면 염료들의 다중 결합을 끊어내고 단일 결합으로 변하면서 분자가 더 이상 가시광선을 정상적으로 흡수하지 못하게 되면서 본래의 색을 잃고 희미하게 바래게 됩니다.플라스틱이 누렇게 변하고 깨지는 이유는 플라스틱이 고분자 탄화수소 사슬을 가지고 있는데, 플라스틱이 자외선을 받으면 단순 탈색을 넘어 플라스틱 자체의 화학적 분해가 일어납니다. 이 반응을 광산화 작용이라고 합니다. 광산화 작용이 일어나면 새로운 산화 작용기가 고분자 사슬 곳곳에 생겨나게 되고 이 작용기들이 파장이 짧은 푸른빛을 흡수하면서, 표면이 누렇게 변하는 황변 현상이 일어나게 만듭니다. 또한, 플라스틱의 고분자 사슬이 끊어 지면서 튼튼하던 구조가 깨지고 표면이 쉽게 바스러지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.결론부터 말씀드리면, 개미나 벌에 쏘였을 때 침을 바르는 것은 잘못된 방법으로 오히려 위험할 수 있습니다. 민간요법으로 자주 언급되지만, 의학적으로는 권장하지 않는 처치법 입니다.벌이나 개미의 독에 산성 성분이 들어 있어서, 알칼리성인 침을 바르면 중화된다고 생각해서 바르는데, 사실 사람 침은 거의 중성에 가깝기 때문에 독을 중화시키는 화학적 효과는 거의 없습니다. 오히려 말벌의 독은 약알칼리성이기 때문에 침을 바르면 안됩니다.사람의 침을 바르면 좋지 않는 이유는 사람의 입속에는 수백 종의 세균이 살고 있어 벌이나 개미에 쏘여 피부에 미세한 상처가 생긴 상태에서 침을 바르면, 입속 세균이 상처를 통해 침투해 2차 세균 감염이나 봉와직염 같은 질병을 유발할 수 있어 위험합니다. 벌에 쏘였을 때는 침을 바르는 대신 벌침을 제거하고 물과 비누로 세척한 다음 연고를 바르는 것이 안전합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.신기루는 공기의 온도 차이로 인해 빛이 굴절되면서 멀리 있는 물체나 하늘의 모습이 실제 위치가 아닌 다른 위치에 비쳐 보이는 현상을 말합니다.신기루가 생기는 핵심 원인은 공기의 온도 차이에 따른 빛의 굴절입니다. 보통 빛은 공기 중에서 직선하지만 공기의 밀도가 다르면 빛이 꺾입니다. 빛이 밀도가 다른 공기층을 만나면, 굴절률의 차이 때문에 직진하지 못하고 밀도가 높고 차가운 쪽으로 휘어집니다.사막에서 보이는 오아시스 신기루는 대표적인 하층 신기루입니다. 사막의 모래 바닥은 섭씨 70~80도까지 치솟기 때문에 땅에 가까운 공기는 매우 뜨겁고, 위쪽 공기는 상대적으로 차갑습니다. 빛이 지표면 근처의 뜨거운 공기층을 만나면, 땅에 부딪히지 않고 위쪽으로 둥글게 꺾여 올라가 사람의 눈에 들어가면 사람의 뇌는 빛이 당연히 직선으로 왔다고 생각하므로, 눈에 들어온 파란 하늘의 빛을 지표면에 파란 물체가 있다고 인식합니다. 결과적으로 지표면에 비친 파란 하늘과 더운 공기가 합쳐져, 마치 땅에 오아시스나 물웅덩이가 찰랑거리는 것처럼 보이게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이리듐은 백금족 원소 중에서도 가장 가혹한 환경을 견뎌내는 금속으로 불립니다. 그리스 신화 속 무지개의 여신 이리스에서 이름이 유래되었습니다.이리듐의 주요 성질로는 오스뮴과 함께 지구상에서 밀도가 가장 높은 원소이며 금이나 백금조차 녹이는 강력한 산성 용액인 왕수에도 전혀 녹지 않습니다. 2,000°C에 가까운 초고온의 산소 환경에서도 부식되거나 산화되지 않습니다. 이외에도 매우 높은 열을 견딜 수 있는 뛰어난 내열성을 지녔으며 매우 단단하지만 상온에서 잘 깨지는 성질이 있어, 단독으로 가공하거나 형상을 바꾸기가 극도로 어렵습니다.이리듐의 주요 활용 분야로는 스마트폰, TV 등에 쓰이는 OLED의 인광 발광 재료로 이리듐 착화합물이 널리 사용되며 ​전력을 빛으로 바꾸는 효율이 뛰어나고 색 순도를 크게 높여주는 역할을 합니다. 또한, 물을 전기분해하여 친환경 수소를 만드는 수전해 장치의 핵심 촉매로 ​전해 과정의 강강산괸 고전압 환경을 견딜 수 있는 거의 유일한 촉매 물질입니다. 이외에도 고성능 자동차 및 항공우주 부품에 사용되며 방사선 암치료에도 활용됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.태양빛이 대기를 뚫고 들어올 때, 우리를 덥게 만드는 것은 근적외선 영역입니다. 이 열에너지를 차단하기 위해 반사, 흡수 및 재방사, 단열 등의 원리를 이용하면 됩니다.차량은 유리면이 크고 내부 밀폐 공간이라 열이 순식간에 갇히는 온실 효과가 일어납니다. 따라서 선팅을 통해 열을 차단하면 됩니다. 과거의 금속 필름은 아파트 입출입 카드나 GPS 신호를 막는 단점이 있었지만, 요즘의 나노 세라믹 소재는 전자파 장애 없이 가시광선은 통과시키고 적외선만 90% 이상 흡수 및 차단합니다. 또한, 알루미늄-PET 복합 커버를 사용한 햇빛 가리개도 열을 차단시키는데에 유용합니다.건물의 벽과 지붕은 복사열을 계속 머금고 있다가 집 안으로 천천히 방출하기 때문에 지속적인 차단이 중요합니다. 방사 냉각 페인트는 햇빛의 98% 이상을 반사할 뿐만 아니라, 흡수된 열마저 우주 공간으로 열을 방출하는 특수 화학 구조를 가지고 있어 에어컨 없이도 표면 온도를 기온보다 낮춰줍니다. 또한, 에어로겔은 전체 부피의 99% 이상이 나노 크기의 공기 구멍입니다. 공기 입자가 움직일 수 없을 정도로 구멍이 작아 열전도를 거의 제로 수준으로 차단하는 최고의 단열 소재입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.몸에 멍이 들었을 때 시간이 지나면서 색이 변하다가 사라지는 현상은 피부 아래에 있는 헤모글로빈이 생화학적으로 분해되고 흡수하는 과정을 일어난 결과입니다.외부 충격으로 피부의 모세혈관이 터지면 적혈구가 피하 조직으로 흘러나오게 되고 혈관에서 막 흘러나온 적혈구 속 헤모글로빈이 산소와 결합해 있는 상태인 옥시헤모글로빈 형태를 유지하므로 붉게 보입니다. 시간이 지나면서 헤모글로빈에서 산소가 떨어져 나가게 되면 혈액이 응고되면서 멍이 든 부위가 짙은 보라색이나 검푸른색으로 변하게 됩니다. 그리고 시간에 더 지나게 되면 멍든 부위에 녹색을 띄게 되는데, 이것은 분해 과정에서 철분과 일산화탄소가 떨어져 나가면서 빌리베르딘이라는 진한 녹색 색소가 만들어지기 때문입니다. 생성된 녹색의 빌리베르딘은 곧이어 다른 효소에 의해 빠르게 화학 변화가 일어나게 빌리루빈이 되고 멍이 든 지 5~10일 정도 지나면 멍 자국 전체가 노르스름하게 변하게 됩니다. 그리고 최종적으로 노란색 빌리루빈은 쓸개즙의 성분이 되어 장을 거쳐 체외로 최종 배출됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.더운 날이나 격렬한 운동을 할 때 땀이 나는 것은 우리 몸의 체온을 일정하게 유지하기 위한 항상성과 관련이 있습니다. 우리 몸은 체온을 항상 약 36.5°C~37°C로 일정하게 유지해야 하는데, 체온이 지속해서 올라가면 몸속 단백질과 효소가 변성되어 생명이 위험해지기 때문입니다. 결렬한 운동을 하게 되면 근육이 에너지를 만드는 과정에서 많은 양의 열이 발생하고, 뇌에서 체온 상승을 감지하면 땀샘에서 땀을 배출하게 됩니다. 땀이 마르면서 체온이 조절되는 과정을 보면, 땀샘에서 나온 땀이 피부 표면에 얇은 수분막을 형성하고 피부 표면에 맺힌 땀 방울들이 수증기로 변하기 위해, 우리의 피부와 몸속 열에너지를 기화열로 다량 흡수합니다. 기화열을 흡수하면서 피부 표면의 온도가 내려가게 되는 것입니다. 피부 표면 가깝게 흐르는 미세혈관 속 혈액이 이 과정에서 차가워지게 되면 이 차가워진 혈액이 다시 온몸을 순환하면서 몸 깊은 곳의 내부 체온까지 효율적으로 낮춰주게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.일반적인 액체는 온도가 낮아질수록 분자 간격이 좁아져 계속 밀도가 증가하지만, 물은 4°C에서 밀도가 가장 커지고, 4°C보다 온도가 더 내려가면 오히려 다시 밀도가 증가하는 특이한 성질을 가지고 있습니다. 따라서 호수 전체의 물이 4°C가 될 때까지는 대류 현상이 일어나 무거워진 표면의 물이 바닥으로 가라앉고 대신 바닥에 있던 상대적으로 따뜻한 물이 위로 올라와 호수 전체의 물 온도가 차례로 4°C까지 맞춰집니다.그리고, 물의 온도가 4°C 아래로 내려가면 분자 구조가 배열을 바꾸면서 오히려 부피가 늘어나고 밀도가 낮아져 바닥으로 가라앉지 못하고 표면에 떠 있게 됩니다. 계속 표면에 갇혀 있던 0°C의 가벼운 물이 가장 먼저 얼음으로 변한 다음 얼음 역시 물보다 밀도가 낮아 수면에 둥둥 뜨게 됩니다. 한 번 만들어진 수면의 얼음층은 외부의 차가운 공기를 막아주는 강력한 단열 역할을 하기 때문에 수면 아래까지 얼지 않는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.태양 빛은 지구 전체를 고르게 비추지 않기 떼문에 위도 차이나 비열 차이, 또는 지형에 의해서 불균등하게 가열됩니다. 이로 인해 지역마다 지표면을 덮고 있는 공기의 온도가 서로 달라지게 됩니다. 뜨거운 지역에서는 공기가 열을 받아 분자 운동이 활발해지면서 팽창하면서 공기의 밀도가 낮아져 상승 기류가 발달합니다. 반대로 차가운 지역은 공기가 식으면 분자 운동이 느려지고 수축하면서 공기의 밀도가 높아져 하강 기류가 발달합니다. 공기가 상승하는 지역에서는 누르는 공기의 양이 줄어들어 저기압이 발달하고, 공기가 하강하는 지역에서는 공기의 누르는 양이 많아져 고기압이 발달합니다. 자연계는 높은 곳에서 낮은 곳으로 물이 흐르듯, 항상 균형을 맞추려는 성질이 있어 공기가 빽빽하게 모여 압력이 높은 고기압 지역에서 공기가 부족한 저기압 지역으로 공기가 밀려 들어가게 됩니다. 이처럼 기압 차이에 의해 발생하는 공기의 수평적인 흐름이 바로 우리가 피부로 느끼는 바람입니다.