답변 내역

안녕하세요.요즘처럼 하루 사이에 춥고 덥고, 바람 불고, 비까지 오는 변동성 큰 날씨는 봄철 특유의 찬 공기와 따뜻한 공기의 충돌, 이동성 저기압과 고기압의 빠른 교체, 큰 일교차, 그리고 기후변화로 강화된 대기 변동성과 같이 복합적인 요인에 의해 발생합니다. 우선 봄철은 아직 차가운 대륙성 공기가 북쪽에 남아 있고, 남쪽에서는 따뜻하고 습한 공기가 올라오기 시작하는데요, 두 공기 덩어리가 한반도 부근에서 자주 충돌하면 며칠 사이 기온이 크게 오르내립니다. 따라서 하루는 따뜻하다가 다음 날 찬 북서풍이 내려오면 갑자기 쌀쌀해집니다. 또한 기압골과 이동성 고기압의 빠른 통과가 큰데요, 저기압을 지나면서 구름, 비, 강한 바람이 생기고, 뒤이어 고기압이 오면 맑고 건조해집니다. 봄에는 이런 시스템들이 비교적 빠르게 이동해 날씨가 자주 바뀌기 때문에 어제는 비, 오늘은 맑음, 내일은 강풍과 같은 일이 잘 발생합니다. 또한 일교차와 지면 가열 효과도 큰데요, 봄 햇볕은 생각보다 강해서 낮에는 빠르게 따뜻해지지만, 밤에는 복사냉각으로 기온이 크게 떨어집니다. 그래서 같은 날도 아침은 춥고 낮은 덥게 느껴질 수 있습니다.마지막으로 작년보다 더 변동성이 큰 것 같다고 말씀해주셨는데요, 이는 기후변화 영향 가능성도 있습니다. 지구 평균 기온 상승은 단순히 계속 따뜻해진다는 뜻만이 아니라, 대기와 바다가 더 많은 열과 수증기를 저장한다는 것이기 때문에 대기 시스템이 더 강해지고, 극단적 강수나 급격한 기온 변화 및 강풍 같은 변동성이 커질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.수돗물 소독에 사용하는 염소는 물속에서 미생물을 죽일 수 있는 활성 염소 종을 만들어 냅니다. 염소 기체는 물과 반응하면서 차아염소산나트륨을 형성하고, 이는 다시 물속에서 해리되어 HOCl/OCl⁻ 평형을 만듭니다. 이때 산성~중성 부근에서는 HOCl 비율이 높고, 알칼리성으로 갈수록 이온의 비율이 증가하는데요, 일반적으로 HOCl이 OCl⁻보다 훨씬 강력한 소독력을 가집니다. 이유는 전하가 없는 중성 분자라 미생물 세포 표면을 더 쉽게 통과하기 때문입니다.차아염소산이 강력한 이유는 산화제이기 때문인데요, 이때 산화란 다른 분자에서 전자를 빼앗거나 화학 결합 상태를 변화시키는 작용입니다. 미생물의 세포는 지질막, 단백질, 다당류, 핵산 등 정교한 생체분자로 이루어져 있는데, HOCl이 있을 경우에는 이들을 화학적으로 손상시킵니다. 우선 세균의 세포벽과 세포막에는 지방산, 단백질, 다당류가 있는데요, HOCl은 막 단백질과 불포화 지질을 산화하여 막의 구조를 흐트러뜨립니다. 결과적으로 막의 선택적 투과성이 무너지고, 이온 농도 유지와 물질 수송 기능이 망가집니다. 또한 효소도 불활성화시킵니다. 효소는 특정 입체 구조를 가진 단백질인데, 그 구조가 유지되어야 작동합니다. HOCl은 단백질의 황 함유 아미노산, 아민기, 방향족 곁사슬 등을 산화 및 염소화하여 구조를 바꾸는데요, 효소 활성에는 시스테인의 -SH가 중요한데, 이것이 산화되면 촉매 기능이 급격히 떨어집니다. 결과적으로 에너지 생산, 복제, 대사 반응이 멈추게 되는 것입니다. 또한 수돗물에서 염소를 사용하면, 처리장에서 끝나는 것이 아니라 배관망을 지나 가정에 도달할 때까지 소량의 유효 염소가 남아 재오염을 억제할 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.금속 결정이 외부 힘을 받아도 쉽게 깨지지 않고 늘어나거나 펴질 수 있는 이유는 금속 결합의 성질이 비방향성이고, 전자들이 전체 격자에 퍼져 있기 때문입니다. 반면에 말씀해주신 것처럼 이온 결정은 양이온과 음이온이 규칙적으로 교대로 배열된 구조라서 층이 조금만 어긋나도 강한 반발력이 생겨 쉽게 깨집니다. 금속 결정에서 금속 원자들은 바깥 전자를 비교적 느슨하게 내놓고, 이 전자들은 결정 전체에 퍼져 있는 자유 전자 구름을 형성합니다. 그 사이에 양전하 성격을 띠는 금속 이온핵들이 규칙적으로 배열되어 있는데요, 이때 금속 이온핵과 자유 전자 사이의 정전기적 인력이 결정 전체를 붙잡아 줍니다. 이때 이 결합이 고정된 형태가 아니다 보니, 어느 한 층이 옆으로 미끄러져도 전자 구름이 새로운 위치에서도 즉시 전체를 감싸며 결합을 계속 유지할 수 있습니다.그래서 망치로 두드리면 원자층들이 서로 미끄러지며 재배열되고, 금속은 얇은 판으로 펴지는 전성을 갖습니다. 또한 잡아당기면 층들이 연속적으로 이동하면서 길게 늘어나 철사처럼 뽑힐 수 있는데, 이것이 연성입니다. 반대로 이온 결정에서는 이온결합으로 양이온과 음이온이 번갈아 배열되어 있기 때문에 평소에는 서로 다른 전하끼리 끌어당겨 안정하지만, 외부 힘으로 층이 조금 밀리면 원래 마주보던 배열이 어긋나면서 같은 전하끼리 나란히 마주보는 구간이 생깁니다. 그러면 양이온-양이온, 음이온-음이온 사이의 강한 반발력이 순간적으로 커져 결정이 갈라지고 깨지는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.금속 결합은 금속 원자들 모인 결정 전체에서 원자가 전자를 공동으로 내놓고 그것이 전체 격자에 퍼져 있는 형태로 이루어지는데요, 이때 금속 원자는 바깥쪽 전자를 비교적 느슨하게 붙잡고 있기 때문에, 고체 상태에서 원자들이 가까이 모이면 이 전자들이 특정 원자에만 속하지 않고 결정 전체를 자유롭게 이동할 수 있는 집단 상태가 됩니다. 결과적으로 각 금속 원자는 전자를 일부 잃은 양전하 성격의 금속 이온핵이 되고 이 사이를 음전하를 띤 전자들이 채우게 됩니다. 즉 금속 결정은 규칙적으로 배열된 금속 양이온 격자와, 그 사이를 채우는 전자 구름이라고 보시면 됩니다. 이때 금속 양이온과 음전하 전자들 사이에는 정전기적 인력이 작용하는데요, 양전하를 띤 이온핵들은 음전하 전자 구름에 끌리고, 전자들도 여러 양이온 중심에 동시에 끌립니다. 이 전체적인 정전기적 인력이 결정 구조를 안정화시키며 금속 결합을 형성합니다. 따라서 금속 결합은 결정 전체에 걸친 비방향성 집단 결합이라고 할 수 있으며, 따라서 금속은 두드리면 층이 밀려도 결합이 완전히 끊어지지 않아 잘 늘어나고 펴지는 전성과 연성을 가집니다.말씀해주신 자유 전자가 금속 결합의 핵심 구성 요소인데요, 자유 전자라는 말은 완전히 진공 속을 떠다니는 전자라는 뜻이 아니라, 특정 한 원자핵에 강하게 묶이지 않고 결정 전체에서 비교적 이동 가능한 전자를 의미합니다. 이 자유 전자들이 금속의 전기 전도성을 만들어 내는 것인데요, 금속 양 끝에 전압을 걸면 내부에 전기장이 형성됩니다. 그러면 자유 전자들은 전기장 반대 방향으로 평균적으로 이동하게 되고, 이 전하 이동이 곧 전류인 것입니다. 이때 전류는 이동하는 전하량의 시간당 흐름이므로, 움직일 수 있는 전자가 많은 금속은 전류를 잘 흘립니다. 감사합니다.

안녕하세요.네 말씀해주신 것처럼 고양잇과에 속하는 동물들은 단맛을 정상적으로 감지하지 못하는 것으로 알려져 있는데요, 이는 단맛을 인식하는 유전자 체계가 기능적으로 달라졌기 때문입니다. 포유류가 단맛을 느끼려면 혀의 미뢰에 있는 단맛 수용체가 필요한데요, 이 수용체는 보통 T1R2 와 T1R3 단백질이 짝을 이루어 작동합니다. 쉽게 말하면 두 단백질이 함께 있어야 설탕, 과당, 일부 아미노산성 감미 물질 등에 반응할 수 있지만 고양잇과는 T1R2 유전자가 돌연변이와 기능 상실로 인해 정상 수용체를 만들지 못하기 대문에 당분 자극에 대한 반응이 매우 약하거나 거의 없습니다.고양이는 대표적인 절대 육식성 동물인데요, 자연 상태에서 주된 먹이는 설치류, 새, 작은 동물 등이며, 탄수화물이나 과일의 당분에 의존할 필요가 거의 없습니다. 즉 식물성 당류를 찾아 먹을 생태적 압력이 적었기 때문에, 단맛 감지 능력이 유지될 선택압이 약해졌고 결국 관련 유전자가 기능을 잃은 것입니다. 반면 개의 경우에는 잡식성 경향이 강하고 인간과 공존하며 다양한 음식 자원을 이용해 왔기 때문에 단맛 수용 능력을 유지했으며, 따라서 개는 과일이나 단맛 간식에 흥미를 보일 수 있습니다. 하지만 어떤 고양이는 아이스크림, 빵, 우유, 케이크에 관심을 보일 수도 있는데요, 이는 고양이가 단맛을 좋아해서라기보다 지방, 단백질, 냄새, 질감, 온도, 크림의 지방감 등에 끌리는 경우가 많습니다. 예를 들어 아이스크림을 핥는 고양이는 설탕보다 유지방이나 차가운 질감, 호기심에 반응하는 것일 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.나이가 들면 코가 커 보이는 이유는 코끝 연골 지지력이 약화되고 피부 탄력이 감소하는데다가, 중력에 의해 피부 처짐이 발생하고 얼굴 지방과 볼륨이 감소하기 때문입니다. 우선 코의 중심 골격은 뼈와 연골로 이루어져 있는데요, 성인이 되면 코뼈는 크게 자라지 않습니다. 하지만 코끝과 콧방울을 지지하는 연골은 시간이 지나며 탄력과 지지력이 약해질 수 있는데요, 연골 자체가 무한정 자라는 것은 아니나 노화로 조직이 느슨해지고 중력의 영향을 오래 받으면 코끝이 아래로 처지면서 코가 길어 보일 수 있습니다. 또한 나이가 들면서 콜라겐과 같은 탄성섬유가 감소하기 때문에 피부 탄력이 줄어듭니다. 이때 코 주변 피부와 피하지방 분포도 바뀌면서 콧망울이 두툼해 보이거나 모공이 커 보일 수 있습니다. 특히 얼굴 주변부가 줄어들면서 상대적으로 코가 도드라지는데요, 나이가 들면 볼살, 관자 부위 지방, 입 주변 연조직, 턱선 볼륨이 감소하고 얼굴 전체가 꺼지거나 처집니다. 그러면 중앙에 있는 코가 이전보다 더 튀어나와 보일 수 있습니다. 마지막으로 치아와 턱 구조 변화도 간접적이지만 영향을 줍니다. 치아 마모, 치아 상실, 잇몸뼈 변화가 생기면 아래 얼굴 높이가 줄고 입 주변이 들어가 보일 수 있는데요, 결과적으로 코와 턱 사이 균형이 달라져 코가 더 길게 보일 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 30대 초반이라고 해도 늦은 시기가 아니라 방향을 다시 잡기에 매우 현실적인 시기라고 생각합니다. 한 번에 인생을 뒤집는 큰 성공보다, 앞으로 3~5년 동안 복리처럼 쌓이는 행동을 시작하시면 됩니다. 우선 체력 관리가 중요합니다. 수면, 체중, 체력, 치아, 건강검진은 미루면 나중에 비용이 훨씬 커지기 때문에 지금 힘들수록 운동 20분, 걷기, 규칙적 수면은 정신력에도 직접 도움이 됩니다. 또한 비교를 끊고 기록을 하는 습관을 가지는 것이 좋습니다. 또래 누가 집 샀다, 결혼했다, 성공했다는 비교를 하다보면 끝이 없습니다. 대신 오늘 한 일, 배운 것, 쓴 돈, 지원한 곳, 운동 여부를 기록해보시는 것을 추천 드립니다. 기록은 막연한 불안을 행동으로 바꿉니다. 마지막으로 시장가치가 있는 기술을 만들어가시면 좋겠습니다. 학벌이나 과거보다 지금은 돈이 되는 실무 능력이 중요한 시대입니다. 예를 들어 엑셀이나 회계 보조, 코딩, 디자인, 영상편집, 외국어, 자격증 기반 기술직 등은 현실적으로 수입과 연결될 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.우리 몸의 뼈와 치아를 단단하게 만드는 핵심 무기물은 하이드록시아파타이트인데요, 이는 칼슘 이온, 인산염 이온, 수산화 이온이 규칙적으로 배열된 결정성 물질입니다. 이 물질은 우리 몸에서 매우 작은 결정 입자 형태로 존재하며 콜라겐 같은 유기 성분과 함께 결합해 강하면서도 일정한 탄성을 가진 조직을 만들어줍니다. 즉 무기 결정은 단단함을 담당하고, 유기 성분은 충격을 흡수하고 유연성을 보완한다고 보시면 됩니다. 치아에서는 특히 바깥층인 법랑질에 이 성분이 매우 많이 들어 있는데요, 치아 겉면은 인체 조직 중 가장 단단한 부분 가운데 하나이며, 길쭉한 결정들이 촘촘하게 모여 매우 치밀한 구조를 이룹니다. 그래서 씹는 힘과 마찰을 잘 견딜 수 있습니다. 이 결정 구조의 중요한 특징은 완전히 고정된 돌처럼 존재하는 것이 아니라, 주변 체액과 끊임없이 이온을 주고받으며 균형을 유지한다는 점입니다. 즉 필요하면 일부가 녹아 나오고, 다시 조건이 맞으면 표면에 재형성되기도 하기 때문에 치아는 손상과 회복이 일정 부분 동시에 일어나는 동적인 조직이라고 볼 수 있습니다.탈회 현상이란 입안이 산성으로 변했을 때 이 결정 구조가 무너져 칼슘과 인산염이 빠져나가는 과정입니다. 당분이 많은 음식을 먹으면 입속 세균이 이를 분해하여 젖산을 생성하는데요, 결과적으로 치아 표면의 산도가 낮아지고, 하이드록시아파타이트 결정이 더 이상 안정적으로 유지되지 못합니다. 따라서 결정 격자가 서서히 해체되며 칼슘과 인산염이 침 속으로 빠져나오는데 이를 탈회라고 합니다. 즉 탈회란 치아의 단단한 무기질이 산에 의해 조금씩 녹아 없어지는 현상입니다.탈회가 반복되면 처음에는 눈에 잘 보이지 않는 미세한 구멍과 약화 부위가 생기고, 진행되면 표면이 거칠어지며 충치로 이어질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.밤에 빛나는 표지판에 사용되는 무기 형광체는 낮 동안이나 실내 조명 아래서 받은 빛 에너지를 저장했다가 어두운 곳에서 서서히 방출하여 스스로 빛나는 물질입니다. 이는 고체 결정 내부 전자의 에너지 준위 변화에 의해 일어나는 발광 현상입니다. 야광 표지판 재료로 대표적으로 Strontium aluminate 계열 형광체가 많이 쓰이는데요, 여기에 Europium ion, Dysprosium ion 같은 희토류 이온을 소량 도핑하여 발광 특성을 만듭니다. 낮에 햇빛이나 형광등 빛이 비치면, 형광체 내부의 전자가 광자를 흡수하여 바닥상태에서 높은 에너지의 들뜬 상태로 올라갑니다. 이때 일반 형광 물질이라면 전자가 곧바로 다시 내려오며 매우 짧은 시간 안에 빛을 내지만, 야광 표지판용 무기 형광체의 경우에는 일부 들뜬 전자들이 결정 내 결함 자리나 불순물 준위에 포획됩니다. 트랩에 갇힌 전자는 즉시 원래 자리로 돌아가지 못하고 일정 시간 머물기 때문에 어두운 밤이 되어 외부 빛이 사라진 뒤에도, 주변의 미세한 열에너지나 내부 에너지 교환에 의해 전자가 조금씩 트랩에서 빠져나옵니다. 그러면 전자는 다시 발광 중심 쪽으로 이동하며 낮은 에너지 상태로 전이하고, 그 에너지 차이를 광자 형태로 방출되며, 이 광자가 우리가 보는 야광 빛이라고 보시면 됩니다. 이때 빛의 색은 방출되는 광자의 에너지 차이에 따라 결정되는데요, 예를 들어 에너지 차이가 크면 파장이 짧은 청색 쪽, 작으면 녹색이나 황색 쪽으로 나타납니다. 즉 형광은 빛을 끄면 거의 즉시 사라지지만, 야광 표지판은 트랩 덕분에 오랫동안 천천히 빛나는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.적외선은 가시광선보다 파장이 길고 마이크로파보다 짧은 전자기파로, 대략 0.7 μm에서 수백 μm 범위의 파장을 가지는데요, 눈에는 보이지 않지만 빛과 동일하게 전자기파이므로 직진, 반사, 굴절, 간섭, 편광 등의 성질을 갖습니다. 또한 분자 진동과 회전 에너지 준위, 열복사, 대기 투과 특성과 밀접하게 연결되어 있기 때문에 통신, 의료, 군사 등 다양한 분야에 응용됩니다. 우선 통신 분야에서는 적외선이 높은 주파수의 전자기파이기 때문에 많은 정보를 빠르게 실어 보낼 수 있습니다. 또한 적외선은 전파보다 직진성이 강하고 벽 투과성이 낮아 공간 분리가 쉽기 때문에 근거리 리모컨 통신에도 유리합니다. 다음으로 의료 분야에서는 인체가 체온으로 인해 적외선을 자연 방출한다는 점이 중요한데요, 사람 피부는 대략 장파 적외선 영역에서 열복사를 방출합니다. 따라서 열적외선 카메라를 이용하면 피부 표면 온도 분포를 비접촉으로 측정할 수 있으며 염증, 혈류 이상, 발열 부위 탐지 보조 등에 활용됩니다. 또한 근적외선은 생체 조직을 어느 정도 투과할 수 있어 혈중 산소포화도 측정에도 쓰입니다. 마지막으로 군사 분야에서는 열 신호 탐지가 핵심인데요, 엔진, 사람 몸, 총열, 차량은 주변보다 높은 온도를 가지므로 적외선을 방출합니다. 밤이나 연막 환경에서 Thermal sight, Forward-looking infrared 장비는 이 열복사를 감지해 목표물을 찾을 수 있습니다. 감사합니다.