답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.적외선 열화상 카메라는 외부의 빛이 반사되는 것을 보는 것이 아니라, 물체 자체가 스스로 내뿜는 적외선을 직접 감지하기 때문에 조명이 전혀 없는 완전한 암흑 속에서도 대상을 명확히 식별할 수 있습니다.절대온도 0K 이상인 지구상의 모든 물체, 즉 인체나 건물, 자동차, 나무 등은 내부 온도에 비례하여 적외선 형태의 전자기파를 낮이든 밤이든 관계없이 24시간 내내 대기 중으로 방출합니다. 태양이나 전등에서 나온 가시광선이 물체에 맞아 튕겨 나오는 반사광을 포착하기 때문에 빛이 없는 밤에는 반사될 빛이 없어 아무것도 보이지 않습니다. 열화상 카메라는 빛의 반사가 아닌, 물체가 직접 방출하는 원적외선 파장을 전용 렌즈를 통해 수집합니다. 열화상 카메라 내부에는 마이크로볼로미터라는 수십만 개의 미세 센서 입자가 들어 있어, 물체에서 날아온 적외선 에너지가 이 센서에 도달하면, 센서의 온도가 미세하게 상승하면서 전기 저항값이 변합니다. 카메라는 이 저항 변화를 즉각 측정하여 물체 표면의 정확한 온도를 정밀하게 계산해 냅니다.온도가 높은 부분은 적외선을 많이 내뿜고, 온도가 낮은 부분은 적외선을 적게 내뿜는데, 컴퓨터는 이 적외선 방출량의 차이를 전자 신호로 처리하여 화면에 색상으로 바꿔 내보냅니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.꿀이 수년이 지나도 곰팡이가 피거나 부패하지 않는 이유는 극도로 낮은 수분과 높은 삼투압, 강한 산성, 그리고 꿀벌이 첨가한 효소가 만들어내는 천연 소독 성분 등이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.꿀은 약 80%가 당분이고 수분은 17~18% 미만에 불과해 세균이나 곰팡이 포자가 꿀 내부로 침투하더라도, 당도가 매우 높은 꿀의 강력한 삼투압 때문에 미생물 체내의 수분이 꿀 쪽으로 전부 빠져나가 버립니다. 결국 미생물은 수분을 빼앗겨 말라죽거나 번식 활동을 전혀 하지 못합니다. 또한, 꿀의 평균 pH는 3.2~4.5 수준으로 강한 산성을 띠는데, 대부분의 세균은 중성 환경에서 잘 자라기 때문에, 꿀의 산성 환경에서는 세균이 살아남거나 증식하기 어렵습니다. 이외에도 꿀벌은 꽃에서 꿀을 채집해 집으로 가져오는 과정에서 자신의 인두선에서 글루코오스 산화효소라는 효소를 분비해 꿀에 섞습니다. 이 효소가 꿀 속의 포도당을 분해하면서 글루콘산과 함께 강력한 소독과 살균 물질인 과산화수소를 만들어 박테리아나 곰팡이의 생장을 직접적으로 억제합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이 현상의 일어나는 주된 원인은 잘 익은 사과와 배에서 다량 방출되는 기체 상태의 식물 성숙 호르몬인 에틸렌 가스와 온도 때문입니다. 사과와 배는 식물 호르몬인 에틸렌을 다른 과일에 비해 매우 많이 만들어내는 대표적인 과일로 기체 형태인 에틸렌은 공기를 타고 주변의 아보카도나 바나나 표면으로 침투합니다. 에틸렌 신호를 받은 과일은 세포벽을 구성하는 펙틴을 분해하는 효소와 전분을 당으로 바꾸는 효소를 빠르게 활성화해 단단했던 과육이 순식간에 말랑말랑해지고 단맛이 올라가는 후숙 과정이 빨라집니다. 아보카도, 바나나, 사과, 배는 모두 따낸 후에도 호흡량이 급증하며 익어가는 후숙 과일로, 후숙 과일은 외부에서 에틸렌 가스를 조금이라도 있으면, 스스로도 에틸렌을 폭발적으로 만들어 내는 반응을 일으킵니다. 따라서 사과나 배 곁에 둔 아보카도와 바나나는 외부 에틸렌 자극과 자체 에틸렌 폭발이라는 이중 효과로 인해 단독으로 둘 때보다 훨씬 빠르게 익게 됩니다. 여기에 햇볕이 잘 드는 따뜻한 장소는 이러한 화학적 변화에 불을 붙이는 촉매 역할을 합니다. 온도가 높을수록 과일 내부 효소들의 화학 반응 속도가 빨라지고 호흡 작용도 왕성해집니다. 에틸렌의 생성 및 흡수 속도 역시 온도가 올라감에 따라 급격히 증가하므로, 서늘한 그늘에 둘 때보다 숙성 속도가 비약적으로 빨라집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.자연적으로 발생하는 해양 소용돌이는 거대한 수직, 수평의 거품기이자 수송선 역할을 하며 주변 바다의 물질을 다각도로 재배치합니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.우선 수직적 측면에서 소용돌이는 심해와 표층 간의 필수 물질을 교환시킵니다. 중심부 해수가 겉으로 밀려 나가는 소용돌이는 깊은 바닥에 침전되어 있던 질소나 인 같은 영양염류를 햇빛이 드는 표층으로 끌어올려 플랑크톤과 어류의 번식을 돕고, 반대로 표면 해수를 중심부로 모아 아래로 누르는 소용돌이는 표층의 풍부한 용존 산소와 열, 유기물을 어둡고 깊은 심해로 밀어 넣음으로써 심해 생태계에 생명력을 공급합니다. 수평적 측면에서 소용돌이는 주변 해수와 잘 섞이지 않는 거대한 회전 물주머니를 형성해 수개월 동안 수천 킬로미터를 이동하는 과정에서 연안의 치어나 플랑크톤, 특정한 온도와 염도를 지닌 바닷물은 물론 대기에서 흡수한 탄소까지 먼 바다로 운반하여 지구 전체의 열과 탄소 균형을 맞춥니다. 한편, 수면 근처의 물질을 중심으로 끌어당기는 소용돌이 구역은 넓게 흩어져 있던 미세플라스틱, 해양 쓰레기, 해조류 등을 한곳으로 모아 집적시키는 포집기 역할도 수행합니다.마지막으로 소용돌이가 이동하며 주변 해수와 부딪힐 때 가장자리에서 강력한 마찰과 난류가 발생하는데, 이 경계면 혼합을 통해 온도나 염도가 서로 다른 바닷물이 격렬하게 섞이면서 주변 해역 전체의 성분이 균일하게 평형을 이루게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.영하의 날씨에서 옷 속의 얼음이 물로 녹지 않고 곧바로 대기 중의 수증기로 바뀌며 마르는 현상은 승화라는 물질의 상태 변화 원리 때문입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.물질은 온도와 압력 조건에 따라 고체, 액체, 기체의 세 가지 상태로 존재하는데, 보통은 얼음에서 물로, 물에서 수증기의 순서를 거치지만, 온도가 영하인 상태에서는 얼음 표면의 물 분자들이 액체 단계인 물을 거치지 않고 대기 중으로 직접 튀어나가 기체인 수증기로 바뀌는 승화 현상이 일어납니다. 차가운 겨울 공기는 수증기를 머금을 수 있는양이 매우 적어 대기가 매우 건조합니다. 얼음 표면 바로 위의 수증기압이 주변의 건조한 공기보다 높기 때문에, 얼음 결정 속의 물 분자들이 균형을 맞추기 위해 지속적으로 공기 중으로 빠져나가게 됩니다. 바람이 불면 옷 주변에서 승화되어 나온 수증기 입자들이 빠르게 흩어지므로 옷 주변의 습도가 낮은 상태로 유지되어 승화 반응이 끊임없이 촉진됩니다. 기온이 영하일지라도 햇빛을 받으면 얼음 입자가 빛 에너지를 흡수하는데, 이 에너지가 얼음 전체를 녹여 물로 만들 만큼 높지는 않지만, 표면의 얼음 입자를 기체로 튕겨 올려 보낼 만큼의 운동 에너지를 가져 승화가 일어나게 되는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.인덕션 레인지가 상판 자체를 가열하지 않고 냄비 바닥만 빠르게 달구는 원리는 전자기 유도 현상과 와류 전류에 의한 줄열에 있습니다. 인덕션의 가열 원리에 대해 설명해 드릴게요.인덕션 상판 바로 아래에는 두꺼운 구리 코일이 들어 있는데, 인덕션을 작동시키면 코일에 고주파 교류 전류가 흐르면서 1초에 수만 번 방향이 바뀌는 강력한 교류 자기장이 상판 위쪽으로 발생합니다. 상판 위에 자성이 있는 전용 냄비를 올리면, 이 자기장이 냄비 바닥을 통과할 때 전자기 유도 현상에 의해 냄비 바닥면의 금속 내부에서 소용돌이 형태의 미세한 전류인 와류 전류가 격렬하게 유도됩니다. 냄비를 구성하는 금속 재질 내부에는 전기 흐름을 방해하는 전기 저항이 존재합니다. 와류 전류가 이 저항을 뚫고 지나가면서 금속 내부의 전자들이 충돌하여 강력한 마찰열인 줄열을 발생시켜, 이 열이 냄비 바닥 전체를 순식간에 직접 뜨겁게 달구는 것입니다.인덕션은 전용 용기만 사용 가능한 이유는 자기장에 잘 반응하는 자성이 있고, 적당한 전기 저항을 가진 철, 주물, 특정 스테인리스 소재여야 와류 전류가 원활히 만들어집니다. 자성이 없는 알루미늄, 구리, 유리, 도자기 냄비는 자기장이 그냥 통과해 버려 열이 발생하지 않습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.요거트 뚜껑 뒷면에 내용물이 묻지 않는 이유는 자연에서 착안한 발수 리드 기술과 연꽃잎 효과에 있습니다. 비가 내릴 때 연꽃잎 위에 물방울이 맺혀 젖지 않고 동그랗게 굴러떨어지듯, 뚜껑 표면을 액체를 밀어내는 구조로 만들었기 때문입니다. 이와 같은 주요 원리를 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.겉보기에는 평평해 보이지만, 뚜껑 안쪽 표면에는 눈에 보이지 않는 무수한 미세 돌기들이 빼빽하게 배열되어 있어 액체 형태인 요거트가 뚜껑에 닿을 때, 미세한 돌기 사이사이에 공기가 갇히게 됩니다. 이 공기층이 일종의 방어막 역할을 하여 요거트가 뚜껑 표면에 달라붙는 것을 방지합니다. 또한, 일반 뚜껑은 접촉각이 낮아 요거트가 넓게 번지며 묻어나지만, 발수 코팅된 뚜껑은 접촉각이 150° 이상으로 매우 높아 요거트가 표면에 넓게 퍼지지 못하고 동글동글한 구 형태를 유지하게 됩니다. 요거트와 뚜껑 표면의 실제 접촉 면적이 극소화되어 마찰력이 거의 없어서 뚜껑에 요거트가 튀거나 닿더라도 표면장력으로 뭉친 채 중력에 의해 용기 안으로 다시 쪼르르 굴러떨어지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.아마존 열대우림의 무분별한 개발과 삼림 파괴는 지역 생태계 파괴를 넘어 지구 전체의 기후 환경과 인류의 생존에 치명적인 영향을 미치고 있습니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.아마존은 지구 전체 이산화탄소 흡수량의 큰 비중을 차지하는 대표적인 탄소 흡수원이지만, 도로 건설, 농경지 확보, 불법 벌목 및 화전으로 인해 대량의 탄소가 한 번에 대기 중으로 방출되고 있습니다. 나무가 줄어들면서 이산화탄소를 흡수하는 능력은 떨어지고, 오히려 온실가스를 배출하는 탄소 배출원으로 전락할 위험에 처해 있습니다.또한, 아마존은 지구상에 존재하는 생물 종의 약 10% 이상이 서식하는 생태계의 보고인데, 서식지가 파괴되면서 수많은 희귀 동식물이 멸종 위기에 몰리고 있습니다. 아직 인간에게 발견되지 않은 신종 생물이나, 의약품, 바이오 기술의 원료로 활용될 수 있는 귀중한 생물 자원이 연구되기도 전에 영구히 사라지고 있습니다. 이외에도 무분별한 벌목으로 나무가 사라지면서 수증기 생성이 줄어들어 남미 전역에 극심한 가뭄과 용수 부족을 초래하며, 비가 내리지 않아 토양이 건조해지면 남아있는 숲마저 사막화되는 악순환이 발생합니다. 밀림 깊숙한 곳은 수많은 미지의 바이러스와 세균이 야생동물 안에 잠재되어 있는 공간인데, 무분별한 개발로 인간의 활동 범위가 밀림 안쪽까지 넓어지면 야생동물과의 접촉이 빈번해지며, 박쥐나 인수공통 매개체를 통해 새로운 바이러스가 인간 사회로 전파될 위험이 급격히 높아집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.일란성 쌍둥이와 이란성 쌍둥이를 나누는 가장 기본적인 차이는 수정란의 개수와 이로 인한 유전자 일치율에 있습니다. 일란성 쌍둥이는 하나의 난자와 하나의 정자가 만나 만들어진 하나의 수정란이 세포 분열 초기 단계에서 두 개로 갈라지며 태어났기 때문에 두 아이는 약 100% 동일한 유전 정보를 공유하게 됩니다. 반면 이란성 쌍둥이는 한 번의 배란기에 두 개의 난자가 동시에 나와 각각 서로 다른 정자와 수정되면서 태어났습니다. 즉, 유전적으로는 일반 형제나 자매와 다름없으며 유전자 일치율도 약 50% 수준입니다.일란성 쌍둥이는 유전자가 같기 때문에 성별과 혈액형이 무조건 동일하며 외모 또한 구별하기 어려울 정도로 매우 비슷하지만, 표면적으로 완전히 똑같아 보이는 일란성 쌍둥이라도 지문이나 몸에 난 점의 위치는 서로 다른데, 이는 지문이나 피부 특성이 유전자뿐만 아니라 자궁 안에서 미세한 환경적 영향에 따라 형성되기 때문입니다. 반대로 이란성 쌍둥이는 별개의 수정란에서 출발했으므로 남매 쌍둥이처럼 성별이 다를 수 있고, 혈액형이나 생김새도 서로 완전히 다를 수 있습니다. 또한, 일란성 쌍둥이의 발생은 가족력이나 유전보다는 자연적인 우연에 의해 결정되는 경우가 대부분이나 이란성 쌍둥이는 한 번에 여러 개의 난자를 배란하는 산모의 특성에 영향을 받으므로, 산모의 나이나 호르몬 상태, 다배란 유전력, 혹은 난임 치료를 위한 시험관 시술 등 외부 환경과 유전적 요인의 영향을 크게 받습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.우리나라에서 사용하는 돈이라는 단위는 옛날 동전 한 개의 무게를 기준으로 만들어졌습니다. 그 유래와 내용에 대해 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.과거 중국 당나라 때에 만든 표준 엽전인 개원통보 한 개의 무게를 1전이라 불렀으며, 이를 우리나라 말로 돈이라고 부른 것에서 유래했습니다. 대한제국기 도량형 통일 과정을 거쳐 현재 1돈 = 3.75g으로 고정되어 있으며, 10돈은 1냥(37.5g)이 되고, 10분의 1돈(0.375g)은 1푼이라고 부릅니다.모든 금속에 돈을 사용하지는 않습니다. 주로 금, 은, 백금 같은 귀금속에만 사용됩니다. 단위당 가격이 매우 비싸기 때문에 3.75g처럼 작은 단위로 나누어 거래하기 적합해서 전통적으로 금이나 은의 무게를 잴 때 돈이나 냥을 사용해 왔습니다. 구리나 철 같은 일반 금속은 상대적으로 가격이 저렴하고 대량으로 다루기 때문에 돈 단위로 세지 않고, 과거에는 근(600g)이나 관(3.75kg)을 썼고, 현대에는 g, kg, ton(톤) 단위로 거래합니다.참고로 금속 외에는 한의원에서 귀한 한약재의 무게를 소량으로 잴 때 1돈, 2돈이라는 표현을 사용하기도 합니다.