답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.겨울철 자동차 배터리가 급격히 약해지는 이유는 추위가 배터리 내부의 화학 반응을 약화시키는 동시에, 냉각된 엔진을 돌리는 데 필요한 전력은 오히려 크게 늘어나기 때문입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.자동차에 주로 쓰이는 납축전지는 납과 묽은 황산 전해액 간의 화학 반응을 통해 전기를 만듭니다. 기온이 낮아지면 분자 운동이 느려지면서 화학 반응 속도가 크게 떨어집니다. 또한 전해액의 농도가 높아져 이온이 이동하기 어려워지므로 배터리가 한 번에 내뿜을 수 있는 출력이 급격히 감소합니다. 여기에 추운 날씨에는 엔진 오일이 끈적끈적하게 굳어지기 때문에 뻑뻑해진 엔진 피스톤을 돌리려면 평소보다 훨씬 더 많은 힘이 필요합니다. 즉, 배터리의 성능은 떨어졌는데 필요한 전력은 오히려 폭증하게 되는 거죠. 이러한 요인들 때문에 겨울철에는 배터리가 빨리 소모되게 됩니다.겨울철 배터리 방전 예방하려면 주차는 가급적 지하주차장을 이요하고, 블랙박스 차단 전압을 조정하며 저니기장치를 끄는 것을 생활화 하는 것이 좋습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.통마늘 상태에서는 알싸한 향이 거의 나지 않습니다. 마늘 세포 내부의 서로 다른 공간에 무취의 아미노산 유도체인 알리인과 분해 효소인 알리이나아제가 격리되어 보관되어 있기 때문입니다. ​마늘에 충격을 가해져 세포벽이 파괴되면, 두 물질이 섞이면서 화학 반응이 일어납니다. 알리신이 마늘 특유의 강렬하고 자극적인 매운 향과 알싸한 맛을 내는 핵심 휘발성 물질입니다.잘게 써는 것은 칼날이 지나는 단면의 세포만 선형으로 파괴되어, 세포 파괴율이 낮아 알리인과 효소의 접촉 면적이 제한적이므로 알리신이 적당히 생성되어 향이 깔끔하고 정돈된 느낌을 줍니다. 반면, 찧는 것은 수많은 세포가 한꺼번에 터져 반응물과 효소가 혼합되는 접촉 면적이 극대화되면서 알리신 합성량이 폭발적으로 늘어나 매운 향이 강렬하게 올라옵니다. 따라서 잘게 써는 것보다 찧는 것이 마늘향이 더 많이 납니다.마늘을 찧은 후 바로 열을 가하지 않고 5~10분 정도 그대로 두면 효소 반응이 충분히 진행되어 알리신 농도가 최대가 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.공장에서 막 출고된 메모리폼, 라텍스, 솜 패딩층의 셀 구조와 섬유는 팽팽하게 굳어 있어 하중을 받으면 미세 기포 세포가 열리고 섬유가 유연해지면서 본래의 푹신함과 복원력을 갖추게 됩니다. 새 포켓 스프링이나 코일 역3시 체중 압박을 반복해서 받으면서 초기 반발력이 미세하게 누그러져 하중에 맞게 수평을 이룹니다. 기존 매트리스 굴곡에 익숙해져 있던 척추 근육과 인대는 새로운 압력점에 반응합니다. 초기 며칠간은 안 쓰던 자세 유지 근육이 자극받아 뻐근하지만, 점차 근육이 새로운 지지 구조에 맞춰 긴장도를 재조정합니다. 뇌는 새로운 지지면이 주는 낯선 피부 압박 자극을 며칠에 걸쳐 학습하며, 이를 받아들이도록 합니다.매트리스 제조사들이 보통 30일 이상의 무료 체험 기간을 두는 이유가 바로 이 변형과 생체 적응에 걸리는 최소한의 시간 때문입니다. 며칠 뒤 뻐근함이 줄어들고 수면이 편해진다면 정상적인 적응입니다. 그러나 3~4주가 지나도 아침마다 허리 통증이 심해지거나 담이 들린다면, 매트리스가 변한 것이 아니라 체형과 척추 굴곡에 맞지 않는 매트리스일 가능성이 높습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문자님께서 생각하신 것처럼 우리가 매일 쓰는 비닐은 석유를 정제할 때 나오는 부산물로 만드는 것이 맞습니다. 이렇게 사용된 비닐은 물질 재활용, 화학적 재활용, 에너지 회수라는 세 가지 핵심 과정을 통해 재활용됩니다.비닐은 석유 정제과정에서 나프타라는 반투명한 기름이 나옵니다. 나프타를 고온으로 열분해하면 에틸렌, 프로필렌 같은 작은 분자가 생기며, 이를 길게 이어 붙이는 중합 과정을 거치면 비닐의 원료인 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌이 됩니다. 즉, 비닐은 석유가 형태를 바꾼 고분자 물질입니다.물질 재활용은 ​깨끗한 비닐을 모아 분쇄하고 세척한 뒤, 열로 녹여 쌀알 크기의 플라스틱 알갱이로 만듭니다. 화학적 재활용은 ​비닐을 산소가 없는 고온에서 가열하여 원래의 석유로 되돌리는 기술입니다. ​이렇게 뽑아낸 기름은 정제 과정을 거쳐 공장 연료로 쓰이거나, 다시 깨끗한 새 플라스틱 원료가 됩니다. 마지막으로 에너지 회수는 ​오염이 심해 다시 플라스틱으로 만들기 어려운 비닐들을 모아 압축한 뒤 고형연료로 만듭니다. ​이를 화력발전소나 시멘트 공장에서 석탄 대신 태워 열과 전기를 생산합니다.비닐 재활용의 최대 적은 이물질입니다. 스티커나 음식물이 묻은 비닐은 기계를 고장 내거나 재활용 품질을 크게 떨어뜨립니다. 물로 헹궈서 깨끗해지는 비닐만 분리수거하고, 오염이 지워지지 않는 비닐은 종량제 봉투로 버리는 것이 오히려 전체 재활용 효율을 높이는 방법입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.노벨은 니트로글리세린의 분자 구조 자체를 화학적으로 변형시킨 것이 아니라, 화학적으로 불활성인 다공성 물질에 액체를 흡수시켜 안정성을 확보했습니다. ​액체 니트로글리세린은 분자 내에 산소와 연료를 모두 품고 있어 약간의 마찰이나 충격에도 순식간에 폭발합니다. 노벨은 이 액체를 규조토에 3:1 비율로 섞어 반죽 형태로 만듦으로써 위험성을 제어했습니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.액체 폭발물에 충격이 가해지면 내부 미세 기포가 압축되면서 고온이 형성되고 폭발이 시작되면 규조토가 액체를 모세관 현상으로 가두면 충격 에너지가 규산염 고체 골격 전체로 분산됩니다. 액체 상태에서는 운반 중의 출렁거림, 용기 벽과의 마찰, 누수로 인한 위험성이 매우 높지만 규조토와 섞여 고체 반죽 형태가 되면 유체의 물리적 이동이 정지하므로 출렁거림이나 마찰에 의한 불필요한 열 발생이 사라집니다. 규조토에 의해 다이너마이트는 불을 붙여도 폭발하지 않고 천천히 타버릴 정도로 둔감해집니다. 둔감해진 다이너마이트를 터뜨리려면 단순한 충격이 아닌, 극초음속의 정밀한 충격파가 필요합니다. 노벨은 다이너마이트와 함께 부민산수은 기반의 뇌관을 개발하여, 평소에는 충격을 견디고 사용자가 원할 때만 뇌관의 초반 충격파로 폭발을 유도하는 시스템을 완성했습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.수면이 부족하거나 피로가 누적되면 뇌의 대사 작용 효율이 떨어지면서 뇌 내부 온도가 상승하는데, 뇌는 온도가 약간만 올라가도 연산 능력이 떨어지고 졸음이 쏟아집니다. 하품을 하며 차가운 공기를 유입시키면, 비강과 입안 근처의 혈관들이 외부 공기와 접촉하여 빠르게 식게 됩니다. 또한, 하품할 때 턱과 안면 근육이 강하게 수축과 이완하면서 뇌로 들어가는 경동맥의 혈류 속도가 가속화되어 식은 혈액이 뇌로 흘러 들어가 뇌의 열을 차갑게 식혀줍니다.피로하거나 지루해지면 호흡이 무의식적으로 얕아지면서 폐포 일부가 수축하고 체내 가스 교환 효율이 떨어집니다. 이때, 하품은 흉부를 최대로 확장하며 대량의 공기를 마시게 하여, 찌그러진 폐포를 완전히 펼치고 혈액 속으로 신선한 산소를 빠르게 공급해 줍니다. 깊은 숨을 내쉬는 과정에서 심장 박동수가 순간적으로 올라가고 자율신경계가 자극되어 뇌로 향하는 산소와 혈류량이 증가하면서 정체되었던 뇌를 다시 명확한 각성 상태로 끌어올립니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.바닷물고기는 체액의 염분 농도가 바닷물보다 낮아 수분을 계속 빼앗기기 때문에, 바닷물을 대량으로 마신 뒤 아가미의 특수 세포와 신장을 이용해 염분만 능동적으로 배출하는 삼투압 조절 능력이 있습니다.바닷물고기의 체액 농도는 바닷물의 염분 농도에 비해 현저히 낮아 삼투 현상으로 인해 물고기 체내의 수분이 농도가 높은 바깥 바닷물 쪽으로 끊임없이 빠져나가면, 물고기는 빼앗긴 수분을 보충하기 위해 바닷물을 대량으로 마십니다. 마신 바닷물에서 흡수된 염분 중 대부분을 차지하는 나트륨 이온과 염소 이온은 아가미에 밀집된 염류 세포를 통해 배출됩니다. 마신 바닷물 속 마그네슘 이온이나 황산 이온 같은 2가 이온은 장에서 흡수되지 않도록 차단되고, 대부분 장을 거쳐 찌꺼기 형태로 배출됩니다. 신장에서는 체내에 남은 이온을 걸러내되, 물의 손실을 최소화하기 위해 수분을 재흡수하고 이온만 농축된 아주 적은 양의 소변을 배출하여 체내 수분을 보존합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이산화티타늄 표면의 셀프 클리닝은 자외선을 받아 강력한 산화력을 가진 라디칼을 생성하는 광촉매 반응과 표면의 성질을 바꾸는 초친수성 효과가 함께 작용하는 원리입니다.이산화티타늄은 띠간격이 존재하는 반도체 물질로 에너지가 높은 자외선을 받으면, 원자가 띠에 있던 전자가 에너지를 얻어 전도 띠로 전이됩니다. 이때 음전하를 띤 전자와 전자가 빠져나간 빈자리인 양전하의 양공이 한 쌍으로 형성됩니다. 형성된 전자와 양공은 표면의 공기 및 수분과 반응하여 유기물을 파괴하는 라디칼을 만들어 정공은 표면에 흡착된 물 분자나 수산화 이온으로부터 전자를 빼앗아 반응성이 높은 하이드록실 라디칼을 형성합니다. 전도 띠로 옮겨간 전자는 공기 중의 산소 분자와 결합하여 슈퍼옥사이드 라디칼을 형성합니다. 생성된 라디칼은 락스나 오존보다 더 강력한 산화력을 지녀 유리 표면에 붙은 매연, 기름때, 세균, 먼지 같은 유기 오염물질을 공격하여 파괴하고, 최종적으로 무해한 이산화탄소와 물로 산화시켜 기체 상태로 날려 보냅니다.자외선을 받으면 이산화티타늄 표면의 산소 결합 일부가 떨어져 나가면서 물을 끌어당기는 초친수성 상태로 변합니다. 물방울이 동그랗게 맺히지 않고 유리 표면에 얇은 수막 형태로 넓게 펴지기 때문에, 비가 올 때 광촉매 반응으로 분해되어 있던 오염 물질이 물결을 타고 유동적으로 씻겨 내려가게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.원시 지구에서 산소 대폭발은 남세균이 배출한 산소가 바닷속 용존 철 이온을 모두 산화시켜 침전시킨 뒤, 흡수 한계를 넘어 대기 중으로 급격히 분출되면서 일어난 지구 환경의 대변화입니다.원시 지구 대기는 메탄, 이산화탄소, 질소 등으로 가득 찬 무산소 상태였으나, 약 27억 년 전 등장한 남세균이 햇빛과 물을 이용해 스스로 영양분을 만드는 광합성을 최초로 시작했습니다. 남세균이 산소를 계속 만들었음에도 당시 바다에는 화산 활동을 통해 공급된 철 이온이 산소와 반응하여 산화철 형태의 침전물이 만들어져 산소 농도가 증가하지 않았습니다.수억 년간 이어진 산화 반응으로 인해 해수 속의 철 이온이 대부분 소비되어, 산소를 결합해 침전시킬 반응 대상이 사라지면서 산소 농도가 급격히 증가하면서 대기중으로 분출되었습니다.대기로 뿜어져 나온 산소가 태양 자외선과 반응하여 오존층을 형성했고, 이는 향후 육상 생물체가 등장할 수 있는 보호막이 되었습니다. 산소를 독성 물질로 여기던 당시의 주류 미생물 대부분이 사멸하는 지구 역사상 최초의 대멸종이 일어났습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.상처가 나서 혈관이 손상되면 인체는 즉각적으로 혈소판이 막을 형성하여 지혈하고 피브린의 화학적 지혈로 응고 과정을 거쳐 출혈을 막습니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.먼저, 혈관이 찢어지면 손상 부위 내부에 숨겨져 있던 콜라겐 단백질이 외부로 노출되어 혈액 속 혈소판이 이 콜라겐을 감지하고 상처 부위에 즉시 부착합니다. 부착된 혈소판은 둥근 형태에서 끈적끈적한 돌기가 난 별 모양으로 변형되며, 주변 혈소판을 불러모으는 화학 신호 물질을 방출하고, 신호를 받은 수많은 혈소판이 상처 부위를 서로 엉켜 붙으면서 상처 구멍을 일차적으로 메우는 혈소판 혈전을 형성합니다.다음으로 혈액 응고 인자들이 도미노처럼 반응하여 연쇄적으로 활성화되며, 최종적으로 트롬빈이라는 핵심 단백질 분해 효소를 만들어내고, 트롬빈은 혈액 속에 수용성의 상태의 피브리노겐을 잘라내어, 물에 녹지 않는 실 모양의 불용성 피브린 단백질로 전환시킵니다. 생성된 피브린 실들이 서로 단단히 얽히며 촘촘한 3차원 그물망을 형성하여 지나가던 적혈구가 빽빽하게 걸려들면서 특유의 붉은 혈전이 완성되고, 출혈이 완전히 멈추며 상처 부위가 보호됩니다.