답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이리듐은 백금족 원소 중에서도 가장 가혹한 환경을 견뎌내는 금속으로 불립니다. 그리스 신화 속 무지개의 여신 이리스에서 이름이 유래되었습니다.이리듐의 주요 성질로는 오스뮴과 함께 지구상에서 밀도가 가장 높은 원소이며 금이나 백금조차 녹이는 강력한 산성 용액인 왕수에도 전혀 녹지 않습니다. 2,000°C에 가까운 초고온의 산소 환경에서도 부식되거나 산화되지 않습니다. 이외에도 매우 높은 열을 견딜 수 있는 뛰어난 내열성을 지녔으며 매우 단단하지만 상온에서 잘 깨지는 성질이 있어, 단독으로 가공하거나 형상을 바꾸기가 극도로 어렵습니다.이리듐의 주요 활용 분야로는 스마트폰, TV 등에 쓰이는 OLED의 인광 발광 재료로 이리듐 착화합물이 널리 사용되며 ​전력을 빛으로 바꾸는 효율이 뛰어나고 색 순도를 크게 높여주는 역할을 합니다. 또한, 물을 전기분해하여 친환경 수소를 만드는 수전해 장치의 핵심 촉매로 ​전해 과정의 강강산괸 고전압 환경을 견딜 수 있는 거의 유일한 촉매 물질입니다. 이외에도 고성능 자동차 및 항공우주 부품에 사용되며 방사선 암치료에도 활용됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.태양빛이 대기를 뚫고 들어올 때, 우리를 덥게 만드는 것은 근적외선 영역입니다. 이 열에너지를 차단하기 위해 반사, 흡수 및 재방사, 단열 등의 원리를 이용하면 됩니다.차량은 유리면이 크고 내부 밀폐 공간이라 열이 순식간에 갇히는 온실 효과가 일어납니다. 따라서 선팅을 통해 열을 차단하면 됩니다. 과거의 금속 필름은 아파트 입출입 카드나 GPS 신호를 막는 단점이 있었지만, 요즘의 나노 세라믹 소재는 전자파 장애 없이 가시광선은 통과시키고 적외선만 90% 이상 흡수 및 차단합니다. 또한, 알루미늄-PET 복합 커버를 사용한 햇빛 가리개도 열을 차단시키는데에 유용합니다.건물의 벽과 지붕은 복사열을 계속 머금고 있다가 집 안으로 천천히 방출하기 때문에 지속적인 차단이 중요합니다. 방사 냉각 페인트는 햇빛의 98% 이상을 반사할 뿐만 아니라, 흡수된 열마저 우주 공간으로 열을 방출하는 특수 화학 구조를 가지고 있어 에어컨 없이도 표면 온도를 기온보다 낮춰줍니다. 또한, 에어로겔은 전체 부피의 99% 이상이 나노 크기의 공기 구멍입니다. 공기 입자가 움직일 수 없을 정도로 구멍이 작아 열전도를 거의 제로 수준으로 차단하는 최고의 단열 소재입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.몸에 멍이 들었을 때 시간이 지나면서 색이 변하다가 사라지는 현상은 피부 아래에 있는 헤모글로빈이 생화학적으로 분해되고 흡수하는 과정을 일어난 결과입니다.외부 충격으로 피부의 모세혈관이 터지면 적혈구가 피하 조직으로 흘러나오게 되고 혈관에서 막 흘러나온 적혈구 속 헤모글로빈이 산소와 결합해 있는 상태인 옥시헤모글로빈 형태를 유지하므로 붉게 보입니다. 시간이 지나면서 헤모글로빈에서 산소가 떨어져 나가게 되면 혈액이 응고되면서 멍이 든 부위가 짙은 보라색이나 검푸른색으로 변하게 됩니다. 그리고 시간에 더 지나게 되면 멍든 부위에 녹색을 띄게 되는데, 이것은 분해 과정에서 철분과 일산화탄소가 떨어져 나가면서 빌리베르딘이라는 진한 녹색 색소가 만들어지기 때문입니다. 생성된 녹색의 빌리베르딘은 곧이어 다른 효소에 의해 빠르게 화학 변화가 일어나게 빌리루빈이 되고 멍이 든 지 5~10일 정도 지나면 멍 자국 전체가 노르스름하게 변하게 됩니다. 그리고 최종적으로 노란색 빌리루빈은 쓸개즙의 성분이 되어 장을 거쳐 체외로 최종 배출됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.더운 날이나 격렬한 운동을 할 때 땀이 나는 것은 우리 몸의 체온을 일정하게 유지하기 위한 항상성과 관련이 있습니다. 우리 몸은 체온을 항상 약 36.5°C~37°C로 일정하게 유지해야 하는데, 체온이 지속해서 올라가면 몸속 단백질과 효소가 변성되어 생명이 위험해지기 때문입니다. 결렬한 운동을 하게 되면 근육이 에너지를 만드는 과정에서 많은 양의 열이 발생하고, 뇌에서 체온 상승을 감지하면 땀샘에서 땀을 배출하게 됩니다. 땀이 마르면서 체온이 조절되는 과정을 보면, 땀샘에서 나온 땀이 피부 표면에 얇은 수분막을 형성하고 피부 표면에 맺힌 땀 방울들이 수증기로 변하기 위해, 우리의 피부와 몸속 열에너지를 기화열로 다량 흡수합니다. 기화열을 흡수하면서 피부 표면의 온도가 내려가게 되는 것입니다. 피부 표면 가깝게 흐르는 미세혈관 속 혈액이 이 과정에서 차가워지게 되면 이 차가워진 혈액이 다시 온몸을 순환하면서 몸 깊은 곳의 내부 체온까지 효율적으로 낮춰주게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.일반적인 액체는 온도가 낮아질수록 분자 간격이 좁아져 계속 밀도가 증가하지만, 물은 4°C에서 밀도가 가장 커지고, 4°C보다 온도가 더 내려가면 오히려 다시 밀도가 증가하는 특이한 성질을 가지고 있습니다. 따라서 호수 전체의 물이 4°C가 될 때까지는 대류 현상이 일어나 무거워진 표면의 물이 바닥으로 가라앉고 대신 바닥에 있던 상대적으로 따뜻한 물이 위로 올라와 호수 전체의 물 온도가 차례로 4°C까지 맞춰집니다.그리고, 물의 온도가 4°C 아래로 내려가면 분자 구조가 배열을 바꾸면서 오히려 부피가 늘어나고 밀도가 낮아져 바닥으로 가라앉지 못하고 표면에 떠 있게 됩니다. 계속 표면에 갇혀 있던 0°C의 가벼운 물이 가장 먼저 얼음으로 변한 다음 얼음 역시 물보다 밀도가 낮아 수면에 둥둥 뜨게 됩니다. 한 번 만들어진 수면의 얼음층은 외부의 차가운 공기를 막아주는 강력한 단열 역할을 하기 때문에 수면 아래까지 얼지 않는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.태양 빛은 지구 전체를 고르게 비추지 않기 떼문에 위도 차이나 비열 차이, 또는 지형에 의해서 불균등하게 가열됩니다. 이로 인해 지역마다 지표면을 덮고 있는 공기의 온도가 서로 달라지게 됩니다. 뜨거운 지역에서는 공기가 열을 받아 분자 운동이 활발해지면서 팽창하면서 공기의 밀도가 낮아져 상승 기류가 발달합니다. 반대로 차가운 지역은 공기가 식으면 분자 운동이 느려지고 수축하면서 공기의 밀도가 높아져 하강 기류가 발달합니다. 공기가 상승하는 지역에서는 누르는 공기의 양이 줄어들어 저기압이 발달하고, 공기가 하강하는 지역에서는 공기의 누르는 양이 많아져 고기압이 발달합니다. 자연계는 높은 곳에서 낮은 곳으로 물이 흐르듯, 항상 균형을 맞추려는 성질이 있어 공기가 빽빽하게 모여 압력이 높은 고기압 지역에서 공기가 부족한 저기압 지역으로 공기가 밀려 들어가게 됩니다. 이처럼 기압 차이에 의해 발생하는 공기의 수평적인 흐름이 바로 우리가 피부로 느끼는 바람입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이른 아침 풀잎이나 거미줄에 이슬이 맺는는 현상은 밤사이 기온이 떨어지면서 공기 중의 수증기가 물방울로 형태를 바뀌기 때문입니다. 이 현상을 알려면 포화 수증기량과 이슬점을 알아야 합니다.포화 수증기량은 공기가 특정 온도에서 포함할 수 있는 최대 수증기의 양을 말하며, 온도가 높을 때는 공기의 분자 운동이 활발해 수증기를 많이 포함할 수 있고, 온도가 낮으면 수증기량이 줄어듭니다. 이슬점은 공기의 온도가 낮아지면서 공기 속 수증기를 더 이상 포함할 수 없어 물방울로 바뀌기 시작하는 온도를 말합니다.낮에는 온도가 높아 공기가 포함할 수 있는 포화 수증기량이 크지만, 해가 지고 나면 지표면과 풀잎 거미줄 같은 물체들은 보유하고 있던 열이 방출되면서 급격히 식어가기 때문에 주변의 공기도 함께 낮아집니다. 공기의 온도가 낮아지면 공기가 포함할 수 있는 포화 수증기량이 급격히 줄어들어 이슬점에 도달하게 되고 수증기가 주변에서 가장 차가운 표면인 풀잎이나 거미줄에 부딪히면서, 기체에서 액체인 물방울로 바뀌어 맺히게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.가을철 단풍은 나무가 추운 겨울을 버티기 위해 영양분을 줄기나 뿌리로 이동시키고, 잎을 떨어뜨릴 준비를 하는 과정으로 잎 속 색소의 화학적 변화 현상입니다. 이 현상은 엽록소를 파괴하고 원래 있던 색소의 드러나면서 새로운 색소의 합성되는 과정으로 이루어집니다.봄과 여름에는 잎 속에 엽록소가 풍부하여 잎 속에 다른 색소가 들어있더라도 엽록소의 양이 압도적으로 많기 때문에 여름철 잎은 모두 초록색으로 보이지만 가을이 되어 일조량이 줄어들고 기온이 떨어지면 나무가 겨울을 나기 위해 에너지 소비를 줄이기 시작합니다. 뿌리에서 잎으로 공급되던 물과 영양분이 끊고, 영양분이 차단되고 햇빛이 줄어들면 엽록소가 빠르게 파괴되고 잎에서 초록색이 사라지기 시작합니다.노란색과 주황색은 엽록소를 보조해 햇빛을 흡수하는 카로티노이드와 잔토필이라는 노란색과 주황색 색소에 의해서 나타나게 되며, 붉은색은 안토시아닌이라는 색소를 합성해 나타나는데, 안토시아닌은 강한 햇빛으로부터 잎을 보호해 나무가 마지막까지 영양분을 최대한 줄기로 회수할 수 있도록 돕는 역할을 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.번개가 친 직후 약간의 시차를 두고 천둥소리가 들리는 이유는 빛과 소리가 공기 중에서 이동하는 속도 차이 때문입니다. 번개가 칠 때 전기에너지가 순간적으로 주위 공기를 수만 도까지 급격히 가열시키면 공기가 수축, 팽창을 일으키며 번개(빛)와 폭발적인 충격파인 천둥을 같은 장소에서 동시에 만들어냅니다. 하지만 빛의 속도는 약 30만 km/s 이고, 소리의 속도는 약 340 m/s 이기 때문에 빛이 소리보다 훨씬 빠릅니다. 따라서 번개가 친 후에 천둥 소리가 들리게 되는 것입니다. 시간 차이가 짧을수록 낙뢰 지점이 나와 가깝다는 뜻이므로 즉시 안전한 실내로 대피해야 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.나이가 들면서 피부에 주름이 생기고 검버섯이 피는 등의 노화의 원인은 몸 내부의 생물학적 변화와 외부 환경 요인이 작용하기 때문입니다.몸 내부의 생물학적 원인은 우리 몸의 염색체 끝부분에는 세포를 보호하는 텔로미어라는 구조가 있는데, 세포가 분열할 때마다 텔로미어의 길이가 점점 짧아지며, 일정 수준 이하로 짧아지면 세포는 더 이상 분열하지 못하고 세포 노화가 진행됩니다. 또한, 우리 몸에서 만들어지는 활성 산소가 체내의 정상적인 세포, DNA, 단백질을 공격하여 산화시키고, 나이가 들수록 몸속의 항산화 효소가 줄어들면서 산화 손상이 가중됩니다. 이외에도 콜라겐이나 엘라스틴의 감소와 줄기세포의 고갈과 재생 능력의 저하가 원인이 될 수 있습니다.외부 환경에 의한 원인은 나이가 들면 멜라닌 색소를 균일하게 배출하는 능력이 떨어져, 특정 부위에 색소가 과도하게 뭉치고 표피가 두꺼워지면서 검버섯이 피어나게 되며, 자외선은 진피층의 콜라겐을 파괴하는 효소를 활성화하여 피부 탄력을 급격히 떨어뜨립니다.결국 노화는 세포의 복구 능력은 떨어지는데, 산화 손상과 자외선 같은 외부 타격은 지속적으로 축적되는 과정이라고 볼 수 있습니다.