답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.바닷가에서 자동차 부식이 훨씬 빠르게 일어나는 이유는 공기 중의 미세한 염분 입자와 높은 습도가 철의 산화 반응을 급격하게 가속시키기 때문입니다.철이 녹슬려면 산소와 물이 필요한데, 물에 소금이 녹아 있으면 강력한 전해질이 됩니다. 염화 이온과 나트륨 이온이 물의 전기 전도도를 폭발적으로 높여주어, 철 표면에서 전자가 이동하며 산화되는 화학 반응 속도가 육지의 일반 수분보다 수십 배 빨라집니다. 또한, 파도가 치면서 발생하는 미세한 바닷물 방울이 안개 형태로 공기 중에 떠다니는데, 이를 해양 에어로졸이라고 합니다. 바람을 타고 날아온 이 염분 입자는 자동차 하부, 휠 하우스, 문틈, 서스펜션 부품 등 손이 닿지 않는 좁은 틈새까지 깊숙이 침투하여 쌓입니다. 소금 속 염화 이온은 크기가 매우 작아 자동차 차체나 부품의 미세한 페인트 균열, 도금 틈새를 쉽게 뚫고 들어갑니다. 이는 금속의 부식을 막아주는 산화 피막을 파괴하여 금속 내부로 구멍이 파고드는 점식을 유발합니다.마지막으로 금속의 부식은 상대습도가 60% 이상일 때 급격히 진행되는데, 해안가는 늘 습도가 높습니다. 게다가 소금은 주변 공기 중의 수분을 스스로 끌어당기는 성질이 있어서, 차 표면에 앉은 염분이 수분을 머금어 부식 반응을 24시간 내내 지속시킵니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.모기의 침 속에 들어 있는 항응고 물질은 단일 화학 물질이 아닌, 인간의 혈액 응고 시스템을 마비시키도록 진화한 특수 단백질과 펩타이드 결합을 한 복합 물질입니다.핵심 성분 중에 아피라아제는 상처가 났을 때 혈소판을 뭉치게 만드는 신호 물질인 아데노신 이인산을 화학적으로 분해하여 혈소판 응집을 차단하는 효소입니다. 트롬빈 저해제는 피를 굳게 만드는 최종 핵심 효소인 트롬빈의 활성화 부위에 직접 결합하여 혈전 형성을 차단하며, 팩터 Xa 억제제는 혈액 응고 연쇄 반응의 중간 길목인 Xa 인자를 비활성화하여 응고 반응 전체를 멈추게 합니다. 이외에도 시아로키닌은 혈관을 확장시키는 유기 펩타이드 물질로, 피가 모기 침 쪽으로 원활하게 흘러들어 오도록 돕습니다.인공 합성 약물과 달리, 모기 침 속 단백질은 인간 응고 효소의 입체 구조와 일치합니다. 나노몰 단위의 매우 강력한 결합력으로 타깃 효소만 정밀하게 비활성화합니다. 단일 작용점만 타격을 가하는 일반 화학 물질과 달리, 응고 방지와 혈소판 억제, 혈관 확장이라는 3단계 생화학적 작용을 동시에 수행하도록 세밀하게 설계되어 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.쌀도 옥수수처럼 내부에 수분과 녹말을 가지고 있어 원리는 같지만, 옥수수와 달리 단단한 껍질이 없기 때문에 외부 기계로 강력한 압력을 가했다가 순식간에 풀어주는 과정을 거쳐 부풀어 오르게 됩니다.밀폐된 뻥튀기 기계에 쌀을 넣고 열을 가하면, 쌀 속의 미세한 수분이 밖으로 나가지 못하고 초고온 상태가 됩니다. 이 과정에서 쌀의 단단한 녹말 성분이 말랑말랑하게 녹습니다. 기계 손잡이를 젖혀 뚜껑을 열 때 뻥 소리와 함께 내부 압력이 순식간에 대기압 수준으로 떨어지면서 쌀 속에 갇혀 있던 초고온 수분이 폭발적으로 증발하며 외부에 갇혀 있던 녹말을 밖으로 밀어냅니다. 수증기가 터져 나오며 만든 거품 구조가 공기와 만나 순식간에 식으면서, 구멍이 숭숭 뚫린 부드럽고 바삭한 펑튀기가 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.탄산음료가 냉동실에서 터지는 이유는 물이 얼면서 부피가 커지는 물리적 성질과 음료에 녹아 있던 이산화탄소가 기체로 밀려나는 현상이 동시에 작용하기 때문입니다.일반적인 액체는 고체로 변할 때 입자가 조밀해지며 부피가 줄어들지만, 물은 반대로 수소 결합에 의해 육각형 결정 구조를 형성하며 부피가 늘어납니다. 음료의 대부분을 차지하는 수분이 얼기 시작하면 캔 내부의 공간을 빠르게 압박하게 됩니다. 물이 얼음으로 결정화될 때, 얼음 격자 구조는 이산화탄소 분자를 포획하지 않고 밖으로 밀어냅니다. 물에서 튕겨 나온 이산화탄소는 순식간에 기체 상태로 변하며 캔 상단의 좁은 빈 공간으로 모입니다. 기체화된 이산화탄소가 밀집하면서 캔 내부 기압이 평소의 수 배 이상으로 급격히 상승상승합니얼음이 물리적으로 미는 힘과 이산화탄소 기체가 누르는 기압이 합쳐져 알루미늄 캔이나 유리병이 견딜 수 있는 인장 강도를 넘어섭니다. 이 과정에서 캔의 위아래가 둥글게 부풀어 오르다 가장 약한 접합부나 음료 따개 주변이 찢어지며 터지게 됩니다. ​유리병 음료의 경우 유리의 탄성이 알루미늄보다 떨어져 훨씬 더 위험하게 파편을 흩뿌리며 터질 수 있으므로, 빠른 냉각이 필요할 때는 냉동실 대신 얼음물에 소금을 섞어 담가두는 편이 안전하고 빠릅니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.전자레인지 가열 시 환경호르몬이 열에 의해 비닐이나 플라스틱을 제조할 때 들어간 화학 첨가제가 고온과 기름기에 의해 식품 속으로 녹아 나오는 현상입니다.플라스틱을 유연하게 만드는 가소제나 내구성을 높이는 비스페놀 A 같은 첨가제는 플라스틱 주성분과 화학적으로 강하게 결합하지 않아, 전자레인지 가열로 온도가 올라가면 분자 운동이 활발해져 플라스틱 틈새로 쉽게 탈출합니다. 환경호르몬 물질은 대부분 기름과 잘 섞이는 친유성으로 라면 국물이나 찌개처럼 기름기가 많은 음식을 비닐이나 미가공 플라스틱에 넣고 데우면, 기름이 열과 함께 플라스틱 내부의 화학 물질을 끌어당겨 빠르게 녹여냅니다. 전자레인지 전용으로 지정된 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 재질은 가소제나 비스페놀 A를 사용하지 않아 열을 가해도 환경호르몬이 나오지 않습니다. 문제가 되는 것은 내열성이 없는 일반 비닐이나 폴리스티렌 재질을 고온으로 가열할 때입니다.환경호르몬의 인체 미치는 영향은 아주 미량으로도 호르몬 균형을 무너뜨려 어린이의 성조숙증, 남성의 정자 수 감소 및 활동성 저하, 여성의 난임 및 자궁내막증 등을 유발하고, 갑상선 호르몬 작용을 방해하여 정상적인 대사를 저해하고 비만, 당뇨를 유발하며, 장기 노출 시 유방암이나 전립선암 등 호르몬 관련 암 발생 위험을 높입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.젖은 빨래가 마르는 과정은 액체 상태의 물 분자가 열에너지를 흡수하여 기체로 상태 변화하는 증발 현상으로, 햇볕은 물이 기화하는 데 필요한 열에너지를 직접 공급하고, 바람은 수면 근처의 수증기 농도를 낮춰 증발 속도를 극대화합니다.물 분자들은 강한 수소 결합으로 뭉쳐 있는데, 액체 상태의 물이 기체로 변하려면 이 결합을 끊고 탈출할 수 있는 에너지인 기화열을 외부에서 흡수해야 합니다. 햇볕의 복사열을 직접 받은 물 분자들은 열에너지를 흡수하여 운동 에너지가 급격히 높아짐에 따라 물 분자가 족쇄를 풀고 빨래 표면 밖으로 튀어나가는 속도와 양이 늘어납니다. 바람이 불지 않으면 빨래 표면 바로 위 미세 공기층에 기화된 수증기가 쌓여 상대습도가 100%에 가까워져 공기가 수증기로 꽉 차면 탈출하는 물 분자의 수와 다시 물로 돌아오는 분자의 수가 같아져 증발이 멈춥니다. 바람은 빨래 주변의 축축한 공기를 밀어내고 건조한 공기를 끊임없이 공급함으써 빨래 표면과 주변 공기 사이의 수증기 분압 차이가 크게 유지되어 물 분자가 밖으로 빠져나가는 증발 속도가 계속 빠르게 유지됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.금속 다리나 철길에 신축 이음새를 만드는 것은 온도가 변함에 따라 물질의 부피가 변하는 열팽창 현상에 의해 구조물이 뒤틀리거나 파괴되는 것을 막기 위해서 입니다. 수백 미터에서 수 킬로미터에 달하는 거대한 철제 교량이나 철길은 여름과 겨울의 온도 차이에 의해 수십 센티미터 이상 길이가 변합니다.여름철에는 틈이 없으면 늘어난 금속이 서로 밀어붙이며 엄청난 압축 응력이 발생합니다. 이 힘을 견디지 못하면 철길이 옆으로 꺾여 튕겨 나가는 좌굴 현상이 발생하거나 다리 상판이 솟구쳐 붕괴합니다. 반대로 겨울철에는 온도가 급격히 떨어지면 금속이 줄어들면서 강한 인장 응력이 작용해 연결 부위나 교각 고정부의 볼트가 끊어지고 균열이 생깁니다.따라서 신축 이음새는 계절별 온도 변화에 따라 금속이 자유롭게 늘어나고 줄어들 수 있는 물리적 여유 공간을 제공합니다. 교량은 손가락을 깍지 낀 형태로 제작되어, 상판이 팽창할 때는 톱니가 깊게 맞물리고 수축할 때는 벌어지며 차바퀴가 걸리지 않고 부드럽게 통과할 수 있게 합니다. 철길은 레일 단면을 직각이 아닌 사선으로 비스듬히 오려내어 연결함으로써, 레일이 팽창해도 열차 바퀴가 덜컹거리지 않고 수축·팽창을 자연스럽게 흡수합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.에어컨 필터를 제때 교체하지 않으면 포집 능력이 마비될 뿐만 아니라, 필터 자체가 미세먼지와 세균을 차 안으로 뿜어내는 거대한 오염원으로 변하게 됩니다.에어컨 필터를 제때 교체하지 않으면 필터의 정전기 섬유 조직이 먼지로 가득 차면 더 이상 유입되는 미세먼지를 흡착하지 못하고 그대로 통과시키게 되며, 필터가 막혀 공기 저항이 커지면, 송풍기의 압력으로 인해 공기가 필터 테두리의 미세한 틈새로 정화 없이 우회하여 실내로 곧바로 들어오게 됩니다.그리고 에어컨 냉각 과정에서 생긴 응축수와 필터에 걸러진 곤충 사체, 꽃가루, 유기성 먼지가 만나면 필터 표면이 곰팡이와 세균이 번식하기 최적의 환경이 되고, 필터 내부에서 번식한 바실러스균, 곰팡이 포자, 미생물 대사산물이 에어컨 바람을 타고 차 안으로 고스란히 분사되어 꿉꿉한 냄새와 함께 알레르기 및 호흡기 질환을 유발합니다.보통 에어컨 필터는 6개월~1년 또는 10,000km~15,000km 주행 시마다 교체하는 것이 이상적입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.김장 배추를 소금물에 절일 때 일어나는 삼투 현상은 선택적 투과성을 가진 배추 세포막을 경계로 물 분자가 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 현상입니다.배추의 세포막은 크기가 작은 물 분자는 자유롭게 통과시키지만, 소금이 물에 녹아 형성된 나트륨 이온이나 염화 이온 같은 용질 입자는 쉽게 통과시키지 않는 반투과성 성질을 가집니다. 세포 내부는 수분 함량이 높고 당분이나 유기산 등 용질 농도가 상대적으로 낮지만, 세포 외부는 소금이 녹아 있어 용질 농도가 매우 높습니다. 따라서 소금 입자가 세포 안으로 들어가는 것보다 작고 자유로운 물 분자가 소금물의 농도를 낮추기 위해 세포 밖으로 빠져나가는 속도가 훨씬 빠르기 때문에 물 분자를 밖으로 끌어당기는 힘인 삼투압이 작용합니다.세포 내부 액포에 가득 차 있던 수분이 소금물 쪽으로 대량 빠져나가면, 세포 내부의 수액 부피가 줄어들어 단단한 세포벽을 안에서 밀어내며 배추를 뼛뼛하게 유지하던 팽대압이 급격히 떨어지면서 배추 조직이 유연하고 부드럽게 변합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.빵이 딱딱해지는 전분 노화를 늦추는 가장 효과적인 방법은 갓 식은 빵을 즉시 밀봉하여 냉동 보관하고, 제조 과정에서는 수분 유지 방법을 사용하여 제조합니다.빵을 굽는 동안 수분을 머금고 부드럽게 풀어졌던 전분은 식으면서 다시 단단한 결정 구조로 돌아가는 노화 반응은 냉장 온도에서 가장 폭발적으로 일어나므로, 빵을 냉장 보관하는 것은 가장 빠르게 딱딱하게 만드는 지름길입니다. 빵 내부의 수분은 시간이 지남에 따라 외부로 빠져나가며 속은 푸석해지고 겉은 눅눅해집니다. 수분을 가둔 채 급속 냉동하면 수분 분자가 고정되어 전분의 재결정화 반응이 완전히 멈춥니다.방부제 없이 신선함을 유지하는 방법은 빵이 식은 직후 먹을 만큼 썰어 랩이나 밀폐 용기로 공기를 차단해 냉동보관하고, 드실 때 다시 데우면 굳었던 전분이 열을 받아 다시 말랑해지는 재호화가 일어납니다. 또한, 제빵 시 밀가루 일부를 뜨거운 물과 섞어 익힌 반죽을 첨가하면 전분의 수분 보유력을 극대화하여 방부제 없이도 며칠 동안 촉촉함이 유지됩니다. 이외에도 천연 발효종을 사용하거나 버터나 계란 노른자, 꿀 등은 전분 입자를 코팅하여 수분 증발을 막고 전분 결정이 딱딱하게 뭉치는 것을 막아줍니다.