답변 내역
- 건전지를 만든것은 어떻게 만들어낸건지 궁금 합니다.안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.건전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 최초의 전지는 1800년경 알레산드로 볼타가 발명한 볼타 전지에서 시작되었습니다. 볼타는 아연판과 구리판을 전선으로 연결하고, 그 사이에 전해질을 넣어 전류가 흐르게 하는 원리를 발견했습니다.건전지는 기본적으로 산화·환원 반응을 이용하여 전기를 생성합니다. 일반적인 망간 건전지의 경우 (-)극에 아연이 아연 이온으로 변하면서 전자를 방출합니다. (+)극은 탄소막대 주변의 이산화망간이 전자를 받아 환원됩니다. 이때 전해질로 염화암모늄이 이온화되어 전자의 흐름을 돕습니다. 이 과정에서 외부 회로를 통해 전자가 이동하면서 전류가 흐르게 되는 것입니다. 이후 건전지는 액체 전해질을 사용하던 습전지에서 고체 전해질을 사용하는 건전지로 발전하며 더욱 편리해졌습니다.이 원리를 바탕으로 다양한 종류의 건전지가 개발되었으며, 오늘날에는 리튬이온 전지 등 더욱 효율적인 전지가 사용되고 있습니다.학문 / 화학25.04.205.01명 평가00
- 햇빛을 쬐면 어떤 방식으로 비타민D가 생성되나요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.햇빛을 통해 비타민 D를 생성하는 과정은 피부에서 일어나는 생화학적 반응입니다. 햇빛에는 여러 종류의 자외선이 포함되어 있는데, 그중 자외선 B가 비타민 D 생성에 중요한 역할을 합니다. UVB는 피부에 있는 7-디하이드로콜레스테롤이라는 물질을 활성화시켜 프리비타민 D3로 변환합니다.프리비타민 D3는 피부에서 자연스럽게 비타민 D3로 이성화됩니다. 이 과정은 햇빛을 쬔 후 몇 시간 동안 지속됩니다. 피부에서 생성된 비타민 D3는 간에서 25-하이드록시비타민 D로, 이후 신장에서 1,25-디하이드록시비타민 D로 변환되어 활성형 비타민 D가 됩니다. 이 활성형 비타민 D는 칼슘 흡수와 뼈 건강에 중요한 역할을 합니다.햇빛을 통해 비타민 D를 효과적으로 생성하려면 오전 10시에서 오후 3시 사이의 햇빛이 UVB를 가장 많이 포함하고 있습니다. 얼굴, 팔, 다리 등 피부가 직접 햇빛에 노출되어야 합니다. 하지만 과도한 노출은 피부 손상을 초래할 수 있으니 주의가 필요합니다. 피부 타입에 따라 다르지만, 일반적으로 하루 10~30분 정도의 햇빛 노출이 적당합니다. 이 과정은 식물의 광합성과는 다르며, 인간의 피부에서만 일어나는 독특한 생리적 반응입니다.학문 / 화학25.04.205.01명 평가10
- 정말 감사해요100
- 수소 핵융합 반응의 원리를 잘 모르겠어요안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.핵융합 반응에서 양성자 4개가 모여 헬륨 원자핵(양성자 2개, 중성자 2개)이 되는 과정은 단순히 원자핵들이 합쳐지는 것만이 아니라, 여러 단계의 핵반응을 통해 일어납니다.수소 핵융합의 대표적인 반응은 양성자-양성자 연쇄 반응입니다. 이 과정에서 양성자(수소 원자핵) 4개가 모여서 최종적으로 헬륨 원자핵이 만들어집니다. 하지만 단순히 4개의 양성자가 바로 헬륨 원자핵이 되는 것이 아니라, 여러 단계의 반응을 거치면서 변환됩니다.핵융합 반응 중 하나의 핵심 과정은 베타 붕괴입니다. 두 개의 양성자가 강한 상호작용을 통해 융합하면 양성자 중 하나가 중성자로 변하는 과정이 발생합니다. 이 과정에서 양성자가 중성자로 변할 때, 양전자를 방출하게 됩니다. 방출된 양전자는 전자와 만나 소멸됩니다. 이렇게 해서 수소 원자핵 중 하나가 중성자가 됩니다.이러한 변환 과정을 반복하면서 총 4개의 수소 원자핵(양성자)이 모여 헬륨-4 원자핵(양성자 2개 + 중성자 2개)가 형성됩니다.즉, 양성자 4개가 직접 헬륨이 되는 것이 아니라, 일부 양성자가 중성자로 변하는 과정을 거쳐 최종적으로 헬륨 원자핵을 형성되는 것입니다.핵반응이 단순히 입자가 결합하는 것 이상으로, 새로운 입자의 생성과 변환 과정이 포함된다는 점이 핵융합의 핵심입니다.학문 / 화학25.04.205.01명 평가10
- 정말 감사해요100
- 이상 기온 현상으로 나타날 수 있는 현상들은 무엇이 있나요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이상 기온 현상은 인간 생활에 다양한 영향을 미치며, 특히 농업, 경제, 건강, 생태계 등에 큰 변화를 초래합니다. 최근 연구에 따르면, 기후 변화로 인해 농작물 생산이 감소하면서 식품 가격이 상승하는 '기후플레이션' 현상이 심화되고 있습니다.이상 기온이 인간 생활에 미치는 주요 영향으로 폭염, 가뭄, 한파 등의 극단적인 날씨로 인해 농작물 생육이 저하되고 생산량이 감소하여 농자물 생산 감소 및 가격 상승을 유발합니다. 농산물 가격 상승으로 인해 소비자 물가가 오르고, 저소득층의 부담이 커집니다. 이상 기후로 인해 산업 생산 차질이 발생하며, 공급망 불안정성이 증가합니다. 또한 폭염으로 인해 열사병, 심혈관 질환 발생률이 증가합니다. 홍수와 가뭄으로 인해 수인성 질병이 확산될 가능성이 높아집니다. 기후 변화로 인해 병해충 발생 패턴이 변화하며, 농업 생태계가 교란됩니다. 해수면 상승으로 인해 해안 지역 침수 및 생태계 변화가 가속화됩니다.이러한 변화들은 단순한 날씨 변화가 아니라, 사회·경제·환경 전반에 걸쳐 영향을 미치는 심각한 문제입니다.학문 / 화학25.04.1900
- 이산화탄소와 달리 일산화탄소는 왜 사람에 치명적인가요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이산화탄소(CO₂)와 일산화탄소(CO)의 차이는 산소 원자의 개수만이 아니라, 우리 몸에서의 반응 방식에도 있습니다.일산화탄소가 위험한 이유는 일산화탄소(CO)는 혈액 속 헤모글로빈과 매우 강하게 결합합니다. 헤모글로빈은 원래 산소(O₂)를 운반하는 역할을 하지만, CO와 결합하면 산소를 운반할 수 없게 됩니다. 심지어 CO는 산소보다 200배 이상 강한 결합력을 가지기 때문에, 소량만 흡입해도 치명적일 수 있습니다.일산화탄소가 혈액 내 헤모글로빈을 장악하면, 우리 몸의 조직과 장기가 필요한 산소를 공급받지 못하게 됩니다. 이는 저산소증을 유발하며, 심하면 의식 저하, 호흡 곤란, 심장 마비 등의 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.일산화탄소는 색깔도 없고 냄새도 없기 때문에, 누출되거나 발생해도 쉽게 감지되지 않습니다. 그렇기 때문에 밀폐된 공간에서 서서히 축적되면 중독 위험이 높아집니다.이에반해 이산화탄소(CO₂)는 왜 덜 위험한 이유는 이산화탄소는 독성이 있는 기체가 아니며, 우리 몸에서 자연적으로 생성되고 배출됩니다. CO₂는 헤모글로빈과 결합하긴 하지만, 산소처럼 교환되면서 정상적으로 배출될 수 있습니다. 과다한 CO₂는 호흡을 유도하는 역할을 하기 때문에, 고농도 상태에서는 숨을 헐떡이며 배출하려고 노력할 수 있지만, CO처럼 조용히 혈액을 장악하지는 않습니다.학문 / 화학25.04.1900
- 포도당과 과당의 차이가 무엇이며 같은 당분인데 왜 이름이 다른가요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.포도당과 과당은 둘 다 단당류로 분류되지만, 분자 구조와 우리 몸에서의 반응 방식이 다릅니다.포도당은 육각형 형태의 구조를 가지고 있지만 과당은 오각형 형태를 띠며, 화학적으로 포도당과 조금 다르게 결합합니다.포도당은 우리 몸의 주요 에너지원으로 사용됩니다. 섭취하면 즉시 혈류로 들어가 에너지원으로 활용되며, 인슐린의 영향을 받아 세포로 흡수됩니다. 과당은 간에서만 대사되며, 과다 섭취 시 지방으로 쉽게 변환될 수 있어요. 인슐린에 직접적인 영향을 받지 않기 때문에 혈당을 빠르게 올리지는 않지만, 간에서의 대사 부담이 큽니다.포도당은 단맛이 상대적으로 덜하지만, 빠른 에너지원으로 활용됩니다. 과당은 포도당보다 단맛이 훨씬 강한 특징이 있으며, 과일이나 꿀에 풍부하게 함유되어 있습니다.이름이 다른 이유는 당의 분자 구조와 자연적인 존재 형태에 따라 달라지기 때문입니다. 포도당은 특히 과일, 채소, 곡류 등에 존재하며 에너지 공급원으로 가장 일반적이지만, 과당은 과일이나 꿀에서 자연적으로 발견되며 그 단맛 때문에 감미료로 많이 사용됩니다.학문 / 화학25.04.1900
- 양귀비에서 모르핀을 분리해 낸 사람이 누구인가요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.모르핀은 1805년 독일의 약사 프리드리히 제르튀르너가 아편에서 최초로 분리해냈습니다. 그는 이 물질의 강력한 진통 효과를 확인하고, 그리스 신화의 꿈의 신 모르페우스에서 이름을 따와 "모르핀"이라고 명명했습니다.모르핀의 중독성과 의존성으로 중추신경계에 작용하여 뇌의 μ-오피오이드 수용체에 결합하여 통증을 완화하고 강한 쾌감을 유발합니다. 이로 인해 반복 사용 시 심리적 의존성이 생깁니다. 또한 내성이 발달하여 시간이 지나면서 동일한 효과를 얻기 위해 점점 더 많은 양을 필요로 하게 됩니다.사용을 중단하면 불안, 구토, 설사, 심한 통증 등 금단 증상이 나타나며, 이는 다시 약물을 찾게 만드는 악순환을 초래합니다. 모르핀은 의료적으로 중요한 진통제이지만, 이러한 중독성과 의존성 때문에 반드시 전문가의 감독 하에 사용되어야 합니다.학문 / 화학25.04.1900
- 비타민들의 이름을 보면 중간에 숫자나 알파벳이 빠지는데 이건 어떤 이유 때문인가요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.비타민은 발견된 순서에 따라 알파벳 순서로 명명되었습니다. 예를 들어, 비타민 A, B, C, D, E 등이 그렇습니다. 하지만 연구가 진행되면서 초기에 비타민으로 여겨졌던 물질 중 일부가 실제로는 비타민이 아님이 밝혀졌습니다. 예를 들어 비타민 F는 필수 지방산으로 판명되어 더 이상 비타민으로 분류되지 않았습니다. 비타민 G는 나중에 비타민 B2으로 재분류되었습니다.비타민 B군의 경우, 여러 하위 비타민(B1, B2, B3 등)이 발견되었습니다. 하지만, 초기에는 B군의 몇몇 물질이 중복되거나 비타민으로 간주되지 않는 물질로 밝혀지면서 번호가 건너뛰게 되었습니다. 예를 들어 비타민 B4는 실제로 비타민이 아니라 콜린이라는 물질로 판명되었습니다. B8 역시 "비타민" 기준에 부합하지 않는 것으로 나타났습니다."비타민"이 되기 위해서는 해당 물질이 인체 생존에 필수적이며, 체내에서 자연적으로 합성되지 않아 외부 섭취가 필요하다는 조건을 충족해야 합니다. 발견 당시에는 이러한 조건을 충족한다고 생각했지만, 후속 연구로 제외된 경우가 많았습니다.시간이 지나면서 새로운 물질이 발견되거나 기존 명칭이 과학적으로 더 정확하게 재분류되었기에, 기존의 이름 체계가 간소화되거나 수정되었습니다. 따라서 알파벳이나 숫자가 건너뛴 것처럼 보이게 되었습니다.결론적으로, 초기의 명명은 체계적이었지만, 과학의 발전과 연구를 통해 잘못된 이름이 배제되거나 새롭게 재분류되면서 이름에 간극이 생긴 것입니다. 덕분에 현재의 비타민 체계는 훨씬 더 정확하고 신뢰할 수 있게 되었답니다.학문 / 화학25.04.195.01명 평가00
- 미카클베리가 신맛을 단맛으로 느끼게 밀드는 원리가 우엇인가요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.미라클베리의 신맛을 단맛으로 느끼게 하는 이유는 미라클 베리의 글리코프로틴인 미라큘린이라는 물질 덕분입니다.미라큘린은 평소에는 맛을 거의 느낄 수 없는 단백질이지만, 신맛이 나는 음식을 먹으면 특별한 작용을 합니다. 미라큘린은 혀의 단맛 수용체에 결합합니다. 평소에는 단맛 수용체가 활성화되지 않지만, 산성 환경이 되면 미라큘린이 수용체를 활성화시켜 단맛을 느끼게 만듭니다. 즉, 신맛을 내는 산성 물질이 단맛으로 전환된 것처럼 느껴지게 되는 것입니다. 이러한 효과는 보통 30분에서 2시간 정도 지속됩니다.이용 사례로 미라클 베리를 사용하여 음식의 맛을 변형하는 "맛 체험 파티"나 실험에 사용됩니다. 항암 치료나 약물 복용으로 인해 맛을 제대로 느끼지 못하는 환자들에게 도움을 줍니다. 이 열매를 통해 쓴맛이나 신맛을 단맛으로 전환하여 식욕을 개선할 수 있습니다. 설탕 섭취를 줄이기 위한 목적으로 사용할 수도 있습니다. 신 과일 등을 단맛으로 느껴 더 건강한 간식 선택이 가능합니다.학문 / 화학25.04.1900
- 대체당으로 쓰이는 인공감미료에는 어떤 종류들이 있나요?안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.제로 음료에서 사용되는 인공 감미료는 칼로리가 적고, 단맛을 제공하여 설탕 대체제로 활용됩니다. 주로 사용되는 인공 감미료로는 아스파탐, 수크랄로스, 사카린, 아세설팜-K 등이 있습니다.아스파탐은 아미노산인 아스파라긴산과 페닐알라닌으로 구성되어 단맛을 냅니다. 이 물질은 설탕보다 약 200배 더 단맛을 지닙니다. 수크랄로스는 설탕을 화학적으로 변형한 것으로, 설탕보다 약 600배 더 단맛을 가지며 열에 안정적입니다.사카린은 설탕보다 약 300~400배 더 단맛을 제공하며, 오래된 인공 감미료 중 하나입니다. 아세설팜-K는 설탕보다 약 200배 더 단맛을 제공하며, 열에 강한 특성을 가지고 있습니다.단맛을 내는 원리로 이들 인공 감미료는 인간의 혀에 있는 맛 수용체 중 단맛을 감지하는 수용체를 활성화시킴으로써 단맛을 제공합니다. 설탕과는 화학 구조가 다르지만, 단맛 수용체에 결합하여 뇌에 단맛 신호를 전달합니다.학문 / 화학25.04.1900