답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.요즘 고등학교 화학시간이나 화학 관련 동아리 시간에 가장 많이 하는 실험 중에 하나인 은거울 반응은 유리관 벽에 은막을 생기는 현상으로 산화-환원 반응을 이용합니다. 은거울 반응은 먼저 질산은과 암모니아수를 섞어 톨렌스 시약을 만들어야 합니다. 질산은 수용액에 염기성 물질을 넣으면 처음에는 갈색의 산화은 앙금이 생기지만, 여기에 암모니아수를 계속 가하면 앙금이 녹으면서 투명한 디암민은 착이온이 형성됩니다. 이 용액 속에 알데하이드 화합물을 넣고 가열하면 본격적인 반응이 시작됩니다. 이 반응에서 알데하이드 분자가 가진 강력한 환원력을 가졌기 때문에 용액 속에 녹아있는 은 이온에게 전자를 전달하여 순수한 은 금속으로 석출시키는 과정입니다.은거울 반응은 은 원자가 생성되었다고 해서 무조건 거울이 되는 것은 아닙니다. 반응 속도를 조절하지 못하면 은 입자들이 용액 뭉쳐 검은색 침전물로 가라앉기 때문에 실험 과정을 정확히 숙지하고 시행해야 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.남향 방의 장점이자 가장 큰 단점이 햇빛이 많이 들어온 다는 것이죠. 겨울에는 따뜻해서 좋지만, 여름에는 태양 고도가 높기 때문에 밀패된 공간에서는 창문으로 열이 들어와 그대로 가두기 때문에 엄청 더울 수 밖에 없습니다.검정색 커튼을 치면 어떻지에 질문에 대해서는 안 치는 것보다는 낫지만 추천하지는 않습니다. 질문자님께서 말씀하신 대로, 검정색은 빛과 열을 가장 잘 흡수하는 색상입니다. 검은색 암막 커튼을 치면 직사광선이 방 안쪽 깊숙이 들어오는 것은 막아주기 때문에 체감상 덜 덥게 느껴질 수는 있습니다. 하지만 창문 바로 뒤에 있는 커튼 자체가 엄청나게 뜨거워집니다. 커튼이 흡수한 열은 결국 실내 공기를 다시 데우는 역할을 하므로 근본적인 온도 낮춰주는 효과는 적습니다. 오히려 빛을 반사하는 밝은 색상의 커튼이 검은색보다 훨씬 유리합니다. 빛을 100% 차단하는 풀달 원단의 밝은 암막 커튼을 추천합니다.참고로 아침에 햇빛이 강해지기 전(에 미리 창문을 닫고 커튼을 쳐서 선선한 공기를 방 안에 가둬두는 것이 중요합니다. 이미 방이 데워진 오후에 커튼을 치는 것은 효과가 떨어집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.전기차와 더불어 친환경 미래 자동차로 꼽히는 수소 자동차에 탑재되는 연료전지는 주로 고분자 전해질 연료전지 방식입니다. 연료전지 수소를 태우는 연소 반응 대신, 촉매와 고분자 분리막을 사용하여 산화-환원 반응이 일어나는 반응으로 수소 기체를 넣으면 이온과 전자로 나뉘어 지고, 전자가 이동하면서 전류가 흐르는 현상을 이용합니다.연료전지의 연료전극에 수소 기체가 주입되면, 전극에 코팅된 백금 촉매를 만나 산화 반응이 일어납니다. 백금 촉매는 수소 분자의 결합을 끊어내어 두 개의 수소 이온과 두 개의 전자로 분리합니다. 분리된 수소 이온은 고분자 전해질을 통해 공기 전극으로 이동하게 됩니다. 전해질막을 통과하지 못하는 전자들은 어쩔 수 없이 외부 도선을 타고 공기극으로 우회하여 이동하게 됩니다. 이렇게 외부 도선을 따라 전자가 끊임없이 이동하는 흐름이 바로 자동차의 모터를 구동하는 전기에너지가 됩니다. 외부 도선을 돌며 이동한 전자와 전해질막을 통과해 건너온 수소 이온, 그리고 외부에서 들어온 산소 분자가 공기 전극의 백금 촉매 위에서 만납니다. 이 셋이 결합하는 환원 반응을 통해 최종 부산물인 물이 합성됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.수술 후 실밥을 뽑을 필요가 없는 흡수성 봉합사라고 하는 녹는 실은 체내 환경에서 일정 기간이 지나면 스스로 분해되어 흡수되는 생분해성 고분자 물질로 만들어 집니다. 과거에는 홍합의 족사나 동물의 장기에서 추출한 천연 단백질을 주로 사용했으나, 현재에는 강도와 분해 속도를 정밀하게 조절할 수 있는 합성 고분자 물질을 주로 사용하고 있습니다. 합성 고분자 봉합사는 효소의 개입 없이, 오직 체액 속의 물 분자와 반응하는 화학적 가수분해를 통해 분해됩니다. 효소가 아닌 물에 의한 단순 화학 반응이므로, 우리 몸의 면역 체계가 이물질로 인식하여 공격하는 염증 반응이 거의 일어나지 않아 상처 치유에 매우 유리한 이점이 있습니다.캣거트와 같은 천연 콜라겐 봉합사는 우리 몸의 면역 반응을 통해 분해되는데, 체내의 대식세포가 콜라겐을 이물질로 인식하고 모여들어 단백질 분해 효소를 분비합니다. 이 효소가 단백질의 펩타이드 결합을 직접 끊어내며 실을 녹입니다. 하지만 이 과정 자체가 면역 반응의 일환이므로 상대적으로 염증이나 이물 반응이 강하게 나타난다는 단점이 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.디지털 헬스케어는 부족한 의료 인력을 보완하고, 공간적 한계를 극복하여 예방과 재택의료를 실시간으로 연결하는 역할을 합니다. 요즘 같이 의료 인력의 부족과 지역간의 격차 해소를 위해서 꼭 필요한 시스템입니다.원격 모니터링 및 비대면 진료는 IoT 웨어러블 기기를 통해 혈당, 혈압, 심박수 등 생체 신호를 실시간 수집하고, 이상 징후 포착 시 일차의료 의사가 비대면 상담이나 방문 진료를 연계합니다.AI를 통해 수집된 건강 데이터를 AI가 분석하여 건상 상태 악화 가능성 및 사전 검진에 대한 정 등을 예측할 수 있습니다.의료서비스 및 시스템 측면에서 예방과 초기 중재가 활성화되면 응급실 방문율과 불필요한 재입원율이 급격히 감소합니다. 이는 국가 전체의 건강보험 재정 건전성을 확보하고, 가계의 간병비 및 의료비 부담을 덜어주는 핵심 열쇠가 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.초고령 사회로 접어 들면서 노인들의 질병에 대해 사회적으로 많은 대비와 노력이 필요합니다. 우리가 코로나 시대를 겪으면서 바이러스가 노인들에게 얼마나 치명적인지를 익히 알고 있습니다. 따라서 주기적인 에방 접종은 물론이고, 기저 질환에 대한 주기적은 무료 점검 서비스를 할 필요성이 있습니다. 그리고 아픈 노인들에게는 방문 진료를 통해 지속적인 보살핌이 필요할 것입니다. 디지털 헬스케어는 부족한 의료 인력을 보완하고, 공간적 한계를 극복하여 예방과 재택의료를 실시간으로 연결하는역할을 할 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.기존의 플라스틱은 자연 상태에서 수백 년간 썩지 않기 때문에 심각한 환경 오염 문제에 직면해 있습니다. 그래서 그 대안으로 PLA(폴리락트산) 같은 생분해성 플라스틱이 각광을 받고 있는데요. 그 화학적 원리에 대해 설명해 드릴게요.기존 석유계 플라스틱은 탄소와 탄소가 강한 단일 결합으로만 빽빽하게 연결되어 있어 전하의 편중이 없는 무극성이며 매우 안정적이어서, 물 분자가 틈타지 못하고 미생물이 분해할 수 있는 효소도 존재하지 않습니다. 반면, PLA 등 생분해성 플라스틱은 탄소 사슬 중간중간에 산소 원자가 껴 있는 에스테르 결합으로 연결된 폴리에스테르 계열로 전기음성도 차이로 인해 극성을 띠므로, 물 분자가 접근하기 쉬우며 화학적으로 쉽게 끊어지는 약점을 가지고 있습니다.그 분해 원리를 보면, 물이 PLA의 에스테르 결합을 공격하면 물 분자가 결합 부위에 끼어들면서 거대한 PLA 고분자 사슬을 짧은 올리고머 및 단량체인 젖산으로 쪼개고, 쪼개진 젖산 분자는 미생물이 세포 내로 흡수하기에 딱 좋은 크기가 됩니다. 미생물이 젖산을 먹고 호흡을 거치고 나면, 최종 부산물로 물과 이산화탄소만 남고 완전히 없어지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.효소는 우리 몸속에서 다양한 물질 대사를 촉진시켜주는 아주 중요한 물질입니다. 효소가 어떻게 원하는 분자와만 반응하고, 화학 반응에 필요한 활성화 에너지를 낮추는지 원리를 설명해 드리겠습니다.효소가 특정 반응물하고만 반응하는 원리는 효소 표면에 있는 활성 부위라는 특수한 3차원 입체 구조 덕분입니다. 기질이 효소의 활성 부위에 접근하면, 효소가 기질의 모양에 맞추어 입체 구조를 살짝 변형시키며 기질과 완변하게 결합합니다. 활성 부위 안쪽에는 아미노산 잔기들이 배열되어 있어 다양한 화학적 성질까지 완벽히 일치해야만 효소-기질 복합체가 형성됩니다. 생명체 내에서 물질 대사가 일어나려면 화학 반응에 필요한 최소한의 에너지인 활성화 에너지 필요합니다. 효소는 이 활성화 에너지를 낮추어 화학 반응 속도를 빠르고 쉽게 진행되도록 도와주는 역할을 합니다. 반응물이 낮춰진 활성화 에너지 장벽을 넘어 생성물로 진행되면 효소는 다시 원래 상태로 되돌아 갑니다. 효소는 반응에 참여하지 않았기 때문에 재사용이 가능 한 것이죠.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.겨울에 담궈 두었던 김장 김치가 오래되면 시어지는데, 여기에 베이킹 소다를 조금 넣으면 신맛이 확실히 줄어듭니다. 이 현상은 화학의 원리인 산-염기 중화 반응을 이용한 것입니다.김치가 시간이 지나면서 점점 시어지는 이유는 유산균이 김치 속의 당분을 먹고 증식하면서 젖산과 아세트산 같은 유기산을 대량으로 만들어내기 때문입니다. 이 유기산들이 물에 녹아 수소 이온을 내놓게 되는데, 이 수소 이온이 혀의 맛봉오리를 자극하면서 신맛을 느끼게 되는 것입니다. 여기에 요리에 사용하는 베이킹소다를 넣으면 감쪽같이 신맛이 사라집니다.베이킹소다의 정확한 명칭은 탄산수소나트륨인데, 탄산수소나트륨은 물에 녹으면 약한 염기성을 띱니다. 신김치의 산성과 베이킹소다의 염기성이 만나면 중화 반응이 일어나 물과 염으로 바뀌면서 신맛이 사라지게 되는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문자님처럼 저도 어렸을 때는 배추에 소금만 뿌려 놓는데 다음날 물이 많이 생기는 것을 보고 엄청 신기했었죠..그런데 이러한 현상은 삼투 현상과 식물 세포의 구조적 특성 때문에 나타납니다. 배추를 구성하는 식물 세포의 세포막은 반투과성 막으로 되어 있습니다. 반투과성 막은 물처럼 작은 분자는 쉽게 통과시키지만, 소금처럼 큰 입자는 잘 통과시키지 않는 막으로 반투과성 막을 사이에 두고 농도가 다른 두 액체가 만나면, 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매인 물이 이동하여 농도를 맞추려는 성질이 있습니다. 따라서, 배추 겉면에 소금을 뿌려 놓으면 배추 세포 외부의 소금 농도가 세포 내부보다 훨씬 높아지기 때문에 농도 균형을 맞추기 위해 배추 세포 속에 있던 수분이 세포막을 빠져나와 농도가 높은 세포 밖으로 이동하는데 배추에서 엄청난 양의 물이 빠져나오게 됩니다.