답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.친환경 수성 코팅 종이 빨대는 수성 고분자 에멀전이 건조되면서 종이 섬유 표면에 형성하는 소수성 보호막과 모세관 흡수 억제 원리를 통해 물의 침투를 지연시키는 원리입니다.코팅제는 물에 미세한 생분해성 고분자 입자가 분산된 에멀전 상태로 종이에 칠해지고, 건조 과정에서 수분이 증발하면 잔여 고분자 입자들이 서로 압착 및 유합되면서, 셀룰로오스 표면을 빈틈없이 덮는 미세한 소수성 연속 박막을 형성합니다. 친수성인 셀룰로오스 섬유는 물과 만나면 강하게 끌어당기지만, 코팅막은 표면 에너지를 낮추어 물 분자와의 친화도를 떨어뜨리고, 코팅 표면의 접촉각이 커지면서 물방울이 스며들지 못하고 둥글게 맺히게 됩니다. 이로 인해 종이 입자 사이의 미세 기공으로 물이 빨려 들어가는 모세관 현상이 현저히 억제됩니다. 그리고 습윤강도 증진제의 내부 보강을 통해 수분이 코팅막을 뚫고 내부로 들어오더라도 셀룰로오스 섬유 사이의 수소 결합이 녹아 끊어지지 않도록 강하게 잡아주어, 빨대가 흐물거리지 않고 형태를 오래 유지하게 만듭니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.해동된 음식을 재냉동하면 미생물의 폭발적 증식과 얼음 결정에 의한 세포막 파괴 및 육즙 유출이 일어나 식중독 위험이 급증하고 고기의 맛과 식감이 파괴됩니다.가정용 냉동고는 완만 냉동 방식이라 고기 내부 수분이 단단하고 커다란 얼음 결정을 형성합니다. 해동 시 이 결정이 뾰족하게 세포막을 찢고 녹아 나오는데, 이 상태에서 다시 냉동하면 파괴된 조직 사이로 훨씬 더 큰 얼음 결정이 뭉쳐 생기면서 고기 조직 구조가 완전히 무너집니다. 또한, 냉동은 세균을 사멸시키는 것이 아니라 휴면 상태로 가두는 것인데, 해동이 시작되면 세균이 깨어나 증식을 시작하며 세포막이 파괴되어 흘러나오는 육즙의 수분, 수용성 단백질, 비타민이 풍부하여 세균이 기하급수적으로 번식하는 최고의 영양원이 됩니다. 그리고 세포 구조가 무너지면서 내부 지질이 공기 중 산소 및 분해 효소와 직접 접촉합니다. 지방 산화가 급격히 진행되어 고기에서 누린내가 나게 되고, 단백질이 변성되어 수분을 머금지 못해 지푸라기처럼 퍽퍽해집니다. 해동의 유무는 이분법적이지 않으므로, 재냉동 가능 여부를 결정하는 핵심 기준은 온도(4°C 이하 유지 여부)와 조직 내 얼음 결정 잔류 여부입니다. 이미 완전히 해동되어 재냉동하기 불안한 육류는 먼저 완전히 가열 조리한 뒤, 식혀서 조리된 상태로 냉동 보관하는 것이 가장 안전한 방법입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.시트로넬라 등 천연 정유 기반의 모기 퇴치 팔찌는 휘발성 향 입자를 공기 중에 퍼뜨려, 모기가 사람을 탐지하는 화학적 경로를 차단하고 후각 기관을 마비시키는 원리입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.모기는 사람이 호흡할 때 배출하는 이산화탄소와 땀에 포함된 젖산, 옥테놀, 지방산 등의 체취를 더듬이로 감지해 표적을 찾습니다. 그런데 팔찌에서 휘발된 시트로넬랄, 시트로넬롤, 게라니올 등 강한 정유 성분이 공기 중에 차단막을 형성하여 모기가 사람의 체취를 식별하지 못하도록 덮어버립니다.모기 더듬이에 있는 후각 신경 세포는 특정 냄새 분자와 결합해 뇌로 신호를 보내는데, 시트로넬라의 강한 향 입자가 모기의 후각 수용체에 먼저 결합하여 수용체를 일시적으로 과자극하거나 마비시킵니다. 이로 인해 모기는 이산화탄소나 체취 신호를 올바르게 처리할 수 없는 후각 혼란 상태에 빠집니다.특정 식물성 정유 성분은 모기에게 본능적으로 거부감을 주는 유해한 자극원으로 작용합니다. 모기는 해당 향이 짙게 퍼진 공간을 위험 지역으로 인지하여 접근을 피하게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.산화 지르코늄 세라믹 칼이 금속 칼보다 가볍고 오래 무뎌지지 않는 원리는 물질 자체의 낮은 밀도와 높은 경도에 있습니다.주방용 금속 칼의 주성분인 스테인리스 스틸의 밀도는 고온, 고압으로 소결한 산화 지르코늄 세라믹의 밀도보다 높습니다. 동일한 규격으로 제작할 때 세라믹 칼은 금속 칼 대비 약 30~40% 정도 무게가 가벼워 장시간 재료를 손질해도 손목 피로도가 적습니다. 다이아몬드의 경도를 10으로 놓을 때 일반 금속 칼은 5.5~6.5 수준이지만, 산화 지르코늄은 약 8.5 정도여서 도마나 식재료와 마찰해도 표면 마모가 거의 일어나지 않습니다. 금속 칼은 마찰열과 물리적 압력으로 날 끝이 미세하게 휠 수 있으나, 결정이 단단하게 결합된 세라믹은 형태 변형이 없어 초기 정밀한 날 형상을 오랫동안 유지합니다. 또한, 산성 성분이나 염분은 금속 칼 표면에 눈에 보이지 않는 미세 부식을 일으켜 날을 무디게 만드는 반면 완전히 산화된 세라믹은 화학적 반응을 일으키지 않아 부식으로 인한 날 저하가 전혀 없습니다.다만 경도가 극도로 높은 만큼 충격을 흡수하는 성질은 낮습니다. 따라서 뼈를 치거나 냉동 식품을 자를 때, 혹은 바닥에 떨어뜨렸을 때는 날이 깨질 위험이 있으므로 채소, 과일, 육류 살코기 등 무른 식재료 위주로 사용할 때 최적의 성능을 발휘합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.일반 냉동의 경우 동결 속도가 느리면 수분 분자들이 서로 뭉쳐 크고 뾰족한 얼음 결정을 만드는데, 이 거대한 결정이 식재료의 세포막과 세포벽을 찔러 파괴합니다. 반면, 급속 냉동은 -30°C 이하의 극저온으로 수분을 순식간에 얼려, 미세하고 균일한 얼음 결정을 형성하여 세포 조직에 손상을 주지 않고 원형을 보존합니다.일반 냉동으로 세포가 깨진 식품은 해동 시 세포 내부의 수분과 함께 아미노산 및 이노신산 같은 핵심 감칠맛 성분 및 영양소가 밖으로 흘러나오지만, 급속 냉동된 식품은 해동 후에도 세포가 원형을 유지하여 내부 수분과 영양소가 유실되지 않으므로, 원재료 특유의 촉촉함과 쫄깃한 식감이 유지됩니다. 또한, 식품의 부패나 맛 변질을 유발하는 효소 반응과 미생물 증식을 순식간에 정지시켜, 가장 신선할 때의 맛과 향을 그대로 고정해 줍니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.주방용 비닐랩이 접시 표면에 착 붙는 현상은 비닐의 유연성, 분자 간 인력, 마찰정전기, 그리고 첨가물이 함께 작동한 결과입니다.비닐 랩은 두께가 매우 얇고 유연해 접시 표면의 눈에 보이지 않는 미세한 굴곡까지 공기 없이 밀착할 수 있으며​비닐과 접시 표면 분자 사이의 거리가 나노미터 수준으로 매우 가까워지면, 모든 분자 사이에 작용하는 반데르발스 힘이 활성화되어 표면에 잘 달라붙습니다.또한, 랩을 롤에서 뜯어낼 때 강한 마찰이 발생하면서 비닐 표면에 전하를 띠게되고, ​전하를 띤 비닐이 도자기나 유리 같은 절연체 접시에 접근하면, 접시 표면의 전하 배치가 치우치는 유전분극 현상이 일어나면서 서로 당기는 정전기적 힘이 작용합니다.폴리에틸렌 소재 랩의 경우 밀착성을 극대화하기 위해 인체에 무해한 액상 점착 보조제를 미량 첨가하여 끈적임을 보완하기도 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.어군탐지기는 배 밑바닥의 진동자에서 발사한 초음파가 바닷물과 밀도 차이가 물고기의 부력 주머니 표면에서 튕겨 나오는 반사파를 수신해 위치와 규모를 파악하는 원리입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.바닷물의 밀도와 물고기의 몸체 밀도는 서로 매우 비슷하여 초음파가 별다른 반사 없이 그대로 통과하지만 물고기 체내의 부력 주머니는 가스로 차 있어 바닷물과 밀도 및 음향 차이가 매우 커서 초음파가 바닷물을 지나다 부력 주머니의 가스층 경계면에 부딪히는 순간 매질의 차이로 인해 에너지의 대부분이 튕겨 나가는 강한 반사파가 발생합니다.이런 반사파을 통해 진동자가 초음파를 쏜 시점부터 부력 주머니에 맞고 되돌아오는 데 걸린 시간을 측정하여 물고기 떼의 깊이를 계산할 수 있습니다. 물고기 떼는 수많은 부력 주머니에서 튕겨 나온 반사파가 중첩되어 돌아오는 신호가 매우 강해지며, 어군탐지기 화면에는 붉은색이나 주황색 등 강렬한 색상의 두꺼운 띠 형태로 표현됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.극심한 스트레스로 인해 머리를 하얗게 변하는 이유는 교감신경의 과도한 활성화로 인해 모낭 속 색소 줄기세포가 영구적으로 고갈되기 때문입니다.사람이 극심한 스트레스를 받으면 몸의 교감신경이 과활성화되어 모낭에 직접 연결되어 있던 교감신경 끝단에서 스트레스 전달 물질인 노르아드레날린이 대량으로 방출됩니다. 모낭의 특정 영역에는 머리카락 색을 결정하는 멜라닌 세포를 계속 만들어내는 색소 줄기세포가 보관되어 있는데, 방출된 노르아드레날린은 이 줄기세포를 비정상적으로 과도하게 자극합니다. 정상적인 상태라면 줄기세포는 머리카락이 자랄 때마다 조금씩 나누어 분화해야 하지만 노르아드레날린 자극을 받으면 줄기세포들이 일시에 모두 멜라닌 세포로 한 번에 분화한 뒤 모낭을 떠나버립니다. 줄기세포가 한 번에 다 써버리면서, 색소를 만들어낼 근본적인 물질이 없어, 이후 새로 자라나는 머리카락은 멜라닌 색소를 전혀 공급받지 못해 투명한 흰색으로 나오게 됩니다.노화에 의한 흰머리는 줄기세포가 세월에 따라 천천히 줄어드는 자연스러운 과정이지만, 극심한 스트레스는 이 저장고를 한 번에 열어젖혀 전부 태워버리는 현상을 일으킵니다. 안타깝게도 이렇게 한 번 고갈되어버린 모낭의 색소 줄기세포는 다시 재생되지 않기 때문에, 스트레스로 인해 흰색으로 바뀐 모낭에서는 계속 흰머리가 나오게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.돌의 나이는 돌 속에 들어 있는 방사성 동위원소의 화학적 반감기를 측정해 알아냅니다. 이 원리를 이용한 방사성 동위원소 연대 측정법이 바로 돌의 나이를 재는 대표적인 방법입니다.반감기는 방사성 원소의 양이 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간입니다. 이는 온도나 압력 등 주변 환경에 절대 영향을 받지 않고 일정한 속도로 흐르는 완벽한 자연의 시계입니다.돌의 나이를 알아보기 위해서 돌 전체를 다 쓰지 않고, 우라늄은 결합하지만 납은 절대 받아들이지 않는 성질을 가진 저콘 같은 단단한 미세 결정을 골라내고 질량 분석기를 이용해 저콘 결정 속에 남아 있는 우라늄과 생성된 납의 비율을 정밀하게 측정합니다. 납의 비율이 높을수록 오래된 돌로 반감기 공식에 대입하여 돌이 굳어진 시점을 역으로 계산하면 돌의 나이를 알 수 있습니다.지구의 나이도 이 방법으로 측정합니다. 다만 지구 표면의 원래 돌들은 풍화, 지진, 판구조론에 의해 끊임없이 마그마로 녹아 들어가 재활용되었기 때문에 지구 태초의 돌은 땅 위에 남아있지 않습니다. 그래서 화학자와 지질학자들은 태양계 형성 당시에 함께 만들어져 지구로 떨어진 운석을 이용합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.다음날 숙취를 결정하는 것은 알코올 도수보다 술에 포함된 발효 부산물의 양이기 더 많은 영향을 미칩니다.소주는 순수한 알코올에 물을 섞어 만들기 때문에 고도의 증류 및 정제 과정을 거치면서 숙취를 유발하는 알코올 외의 불순물이 거의 없습니다. 반면, ​막걸리는 쌀과 누룩을 발효시켜 그대로 거른 술로 발효 과정에서 생성되는 퓨젤유, 에스테르, 아세톤 등의 발효 부산물이 대량 남아있습니다.막걸리 숙취가 더 심한 이유는 간은 알코올 분해만으로도 바쁜데, 막걸리에 든 퓨젤유와 발효 부산물까지 동시에 해독해야 합니다. 이 불순물들이 간에 오랫동안 남아 극심한 두통과 숙취를 유발합니다. 막걸리 특유의 걸쭉한 곡물 찌꺼기, 효모, 당분은 위장에서 가스를 생성하고 속을 상하게 만들어 다음 날 혈당 불균형과 심한 속 쓰림, 메스꺼움이 동반됩니다. 그리고 도수가 6% 정도로 낮고 목넘김이 달콤하다 보니 음료수처럼 빠르게, 많이 마시게 됩니다. 결국 체내에 들어가는 총 알코올 양은 소주를 마셨을 때와 비슷해집니다.