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답변 내역

물과 기름은 섞이기 힘든 사이일까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.기름이 물과 안 섞이는 이유를 화학적으로 답하면 극성 분자와 비극성 분자는 섞이지 않기 때문입니다. 기름은 주로 탄소와 수소로 구성된 분자가 기본인 물질입니다. 탄소와 수소는 서로 전자를 끌어당기는 힘이 비슷한 원소입니다. 그래서 기름 분자는 분자 전체에 전자가 고르게 퍼져 있습니다. 따라서 양전하를 띠는 부분과 음전하를 띠는 부분이 나뉘지 않는 비극성 분자입니다. 물을 구성하는 산소와 수소는 전자를 잡아당기는 힘의 크기가 다릅니다. 따라서 전자를 더 세게 당기는 산소쪽이 -극이 되고 전자를 당기는 힘이 약한 수소쪽이 +극이 됩니다. 그러면 분자 하나에 두 개의 극이 존재하는 극성 분자가 되는 것이죠. 서로를 잡아당기는 전기적인 힘이 크게 차이 나서 두 물질을 섞어도 극성 분자는 극성 분자끼리 비극성 분자는 비극성 분자끼리만 서로 섞입니다. 물은 극성 분자, 기름은 비극성 분자입니다. 따라서 물은 물끼리 기름은 기름끼리 붙어서 서로 섞이지 않게 됩니다. 이런 현상을 화학에서는 ‘Like disolves like'라고 합니다.
학문 / 화학
23.10.13
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백상아리는 이빨이 계속해서 재생되는 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.상어는 치아판이라는 상피성 이빨재생 세포가 존재하기 때문입니다. 상어는 평균 300개의 이빨을 지녔으며 평생 수 만개 정도의 이빨을 만드는 것으로 알려져 있습니다. 상어는 보통 7~8열 정도로 이빨이 배열되어 있는데 앞에 이빨이 빠지면 빠르게 뒷 열의 이빨이 대신할 수 있게 되어있습니다.
학문 / 생물·생명
23.10.12
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급궁금한건데 엑스레이랑 CT는 원리가 다른건지 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.X-ray는 병원에서 일차적으로 사용하는 진단검사 기기로 검사 시간이 가장 짧고 단순합니다. 인체에 방사선을 투과해 나타나는 음영의 차이로 환자의 증상을 진단하는 것으로 뼈의 겉모양을 확인할 수 있어 자세 변경에 따른 관절모양 변화를 파악하는 데 유용합니다. 반면 CT는 X선을 이용해 몸의 가로 단면을 촬영하는 진단검사 기기입니다. X선을 인체에 투과시켜 장기마다 흡수한 방사선의 수치 차이를 컴퓨터로 계산해 영상화하며, 조영제를 주입해 병변을 더 잘 보이게 만들며 원형 기계가 다각도로 촬영해 결과를 내기 때문에 장기가 겹쳐 보이는 X-ray와 달리 분리해 볼 수 있는 장점이 있습니다.
학문 / 전기·전자
23.10.12
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개미는 도대체 어떻게 멀리서도 방향을 잡고 음식을 찾아서 다른 동료들을 불러오는 것인가요.?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.개미가 먹이를 찾아갈 때, 여러 길 중에서도 가장 거리가 짧은 길을 선택하여 이동합니다. 또한, 이동하는 표면의 성질까지 고려하여 이동하기도 합니다. 개미가 먹이를 찾아 이동하는 것에는 원칙이 있습니다. 무조건 직선으로 이동하는 것이 아니라 상황에 따라 이동하게 되는데 이는 '페르마의 법칙'을 따라 움직이는 것이지요. 페르마의 법칙이란, 빛이 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 때 가장 짧은 시간의 경로를 따라 진행한다는 것입이다. 같은 매질이라면 빛이 일정한 속도로 이동하기 때문에 가장 짧은 시간의 경로가 최단거리가 되고, 그 경로는 직선 형태가 되는 것이지요. 반면 매질이 다른 경우에는 직선의 기울기가 다르게 되고, 결국 빛이 서로 다른 매질을 통과할 땐 그 경계에서 꺾이는 굴절이 일어납니다. 개미는 최소 시간으로 이동하기 위한 경로를 선택하는 것으로 나타났다며, 이 연구 결과는 로봇이나 정보 통신 등 다양한 분야에서 활용할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
23.10.12
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멀미할 때 먹는 멀미약은 어떤 원리인기요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우리가 몸의 균형을 잡는 것은 여러가지 기능들이 복잡하게 작용하여 이루어집니다. 몸이 흔들리거나 회전할 때 눈을 통해 주변의 움직임을 인지하고 귀의 전정기관을 통해 가속과 회전의 느낌을 인지하고 발, 다리를 통해 주변의 흔들림을 인지하여 뇌로 신호를 보내면 이를 종합하여 우리 몸에 균형을 잡으라고 지시하게 되는데 이 신호들이 서로 일치하지 않을 때 멀미를 하게 됩니다. 특히 교통수단을 이용할 때 멀미를 하게 되는 경우가 많습니다. 우리 몸은 교통 수단의 좌석에 앉아있지만 눈이나 귀에서는 주변의 움직임을 감지하기 때문에 이로 인해 어지러움이나 구역, 구토등을 느끼게 되는 것이죠. 사람이 걸어다니기만 하는 시대에는 멀미는 없었겠죠? 교통수단이 발달하지 않았거나 놀이동산의 재밌는 놀이기구들이 발명되지 않았다면 멀미하는 사람들은 거의 없을 지도 모르겠습니다. 특히 각 기관의 발달이 미숙한 어린이들에게서 더 심하게 나타납니다. 멀미약은 크게 부교감신경 차단제와 항히스타민제로 나뉘는데 부교감신경차단제(스코폴라민)은 눈, 귀등의 감각기관에서 뇌로 가는 신경전달물질을 차단하는 기전으로 효과를 나타냅니다. 항히스타민제는 보통 알러지약으로 많이 쓰이지만 초기에 발견된 1세대 항히스타민제는 구역, 구토 증상을 완화하는 작용을 하며 약간 졸리는 부작용이 있습니다. 정리하자면 뇌로 가는 (교통수단을 탔을 때)서로 일치하지 않는 눈, 귀, 다리로 부터의 신호를 차단하는 부교감신경 차단제와 구역, 구토증상을 완화하는 항히스타민제로 나뉘고 두가지 약은 작용기전이 다릅니다. 즉, 멀미가 안생기게 하는 약과 멀미 증상을 가라앉히는 약으로 나뉜다고 볼 수 있습니다.
학문 / 기계공학
23.10.12
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페니실린은 어떻게 발견되었나요??
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다. 생물학자 알렉산더 플레밍에 우연히 페니실린이 발견 되었습니다. 그가 휴가를 다녀온 다음 실험실에 들어가서 깜짝 놀랐어요. 아주 작은 포도 모양의 세균을 유리접시에 길러두고 휴가를 다녀왔는데, 유리접시 뚜껑을 깜빡하고 닫지 않았던 것이에요. 그렇게 열려있는 유리접시에 무언가가 날아와 세균을 다 녹여서 없애버렸어요. 플레밍은 실험을 망쳤다고 실망하지 않고 오히려 그 유리접시를 좀 더 자세히 관찰하기로 했어요. 플레밍이 자세히 관찰했더니 작은 포도 모양의 세균을 없앤 것이 바로 푸른곰팡이였어요. 이 푸른곰팡이에는 페니실린(penicillin)이 들어있어서 세균이 번식하려고 할 때 세균이 세포벽을 만들지 못하게 해요 마치 벽이 없는 집이 무너지듯이 페니실린 때문에 세포벽을 못 만든 세균이 죽게 되는 거예요. 알렉산더 플레밍이 페니실린을 발견한 다음 셀 수 없는 많은 사람들이 페니실린 주사를 맞았어요. 이제는 세균에 감염되어도 페니실린 같은 약을 먹거나 주사를 맞으면 건강하게 나을 수 있게 된 거예요. 페니실린처럼 세균을 없애주는 약을 항생제라고 불러요. 그리고 최초의 항생제, 페니실린을 발견한 공로로 알렉산더 플레밍은 1945년 노벨생리의학상을 받게 됩니다.
학문 / 생물·생명
23.10.12
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공룡이 갑자기 사라진 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.공룡은 파충류로서 중생대에 번성했던 대표적인 생물입니다. 과거 생명체가 사라진 것을 대멸종이라고합니다. 중생대말 대멸종의 주요원인으로 대규모화산폭발과 운석충돌로 알려지고 있습니다. 이 대멸종으로 인하여 공룡이 멸종되었다고 추측하고 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.10.12
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해시계와 물시계의 차이점이 무엇인가요.?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.해시계는 간단하고 정확한 시간 측정기기이지만, 개인 날과 낮에만 쓸 수 있으므로 흐린 날이나 밤에는 쓸모가 없습니다. 그래서 물시계는 공적인 표준시계로 해시계보다 더 유용하게 쓰였지요. 조선왕조가 도성을 한양으로 옮기고 경복궁을 지으면서 표준시계로 물시계를 제작한 것 입니다.
학문 / 기계공학
23.10.12
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가을철에 유독 하늘이 높게 보이는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.기본적으로 하늘은 파란색을 띄는데 이는 햇빛이 대기층을 통과하면서 공기 중의 미세 물질들과 부딪혀 부서지는 ‘산란’현상 때문입니다. 산란이 이뤄지면 산란광이 발생하는데, 이 산란광의 파장이 짧아 푸른색을 띠기 때문에 하늘의 색깔도 파랗게 보이는 것입니다. 여기에 우리나라의 가을은 이동성 고기압의 영향을 받는데 고기압은 하강 기류를 발생 시켜 대기 중의 먼지를 씻어내는 역할을 합니다. 이 때문에 가을에는 높은 고도에서의 산란까지 더 잘 보여 하늘이 높고 푸르게 느껴지는 것입니다. 고기압은 대기 중 습도를 낮춰 건조하게 만드는 데, 이렇게 되면 태양빛과 수증기가 부딪혀 하늘이 하얗게 보이는 현상도 줄어들어 파란색이 도드라지게 됩니다. 가을이 오기 전에 비가 많이 내리는 것도 푸르고 높은 하늘을 만드는 원인 중 하나 입니다. 보통 여름철 장마가 끝나고 난 후의 하늘이 일 년 중 가장 먼지가 적은 하늘이기 때문이지요.
학문 / 지구과학·천문우주
23.10.12
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우주에서 가장 큰 별수준은 어느정도 인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우주에는 수조개의 별들이 있습니다. 숫자로 말하면 약 200 x 1000 의 7 제곱개 정도 입니다. 이 별들에는 모든 형태와 크기가 있는데 가장 작은 별은 "EBLM J0555-57Ab," 로 토성 크기입니다. 그러면 우주에서 가장 큰 별은 UY Scuti 로 알려져 있습니다. 이 별은 지름이 11.88 억 km 로 추정되고 있는데 UY Scuti 가 태양계에 있다면 이 별의 외부층 광구(光球) 는 목성의 궤도 밖이 될 것입니다. 이 별은 적색 하이퍼 거성으로 엄청난 질량과 밝기를 가지고 있는데 이러한 별 종류는 수명이 짧아 발견하기 어렵습니다. 수십억년을 가는 다른 별들과는 달리 하이퍼 거성은 몇 백만년 밖에 살지 못합니다. UY Scuti 는 1860년 독일 천문학자에 의해 발견되었고 "BD-12 5055." 라는 이름이 붙여졌 있습니다. 이 별은 지구로부터 약 9500 광년 떨어진 우리 은하계 중심 근처에 있습니다.이 별을 태양과 비교하면 태양은 우리 태양계에서 중심에 있으나 이 별은 우주의 중심에 있는 것으로 태양의 평균 반경은 약 696,000 km 인데 UY Scuti 와 비교하면 태양의 직경은 1,700 배 작습니다. 약 5억 개의 태양이 UY Scuti 에 들어갈 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.10.12
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