답변 내역

안녕하세요.음주 측정기는 사람이 내쉰 숨 속에 들어있는 에탄올을 감지해 혈중알코올농도를 추정하는 장치인데요, 술을 마시면 에탄올이 혈액으로 흡수되고, 폐의 폐포로부터 일부가 공기 중으로 이동합니다. 그래서 숨을 내쉴 때 혈액 농도와 비례한 에탄올이 포함됩니다.정밀 음주 측정기는 주로 전기화학식 연료전지 센서를 사용하는데요, 사용자가 숨을 불면 에탄올 분자가 센서 전극 표면에 닿고, 백금 등의 도움으로 산화됩니다. 이 과정에서 중요한 것은 전자가 발생한다는 점인데요, 에탄올이 많이 함유되어 있을 수록 더 많은 전자가 방출되고 회로를 따라 흐르는 전류 역시 커집니다. 이때 기기는 전류의 세기를 측정하여 숨 속의 에탄올 농도를 계산하게 됩니다. 이때 센서 반대쪽 전극에서는 산소 환원 등 짝반응이 일어나 전체 회로가 완성되는데요, 즉 한쪽 전극에서 에탄올이 산화되어 전자를 내놓으며 다른 전극이 그 전자를 받아들이면서 전기적 균형을 맞추는 것입니다. 이때 정량화 과정은 분석화학적으로 매우 중요한데요, 예를 들어 특정 농도의 에탄올 가스를 넣었을 때 발생하는 전류값을 기록해 검량선을 만듭니다. 이후 실제 측정 시 센서 전류를 이 검량선에 대입하면 호기 중 에탄올 농도를 계산할 수 있습니다. 다음으로 호기 농도는 혈중 농도로 환산되는데요, 폐포 공기와 혈액 사이에는 혈액-호기 분배비가 있기 때문에, 일정 비율에 따라 혈중알코올농도를 추정하고, 화면에는 숨 속 농도 대신 법적 판단에 쓰기 쉬운 수치가 표시됩니다.감사합니다.

안녕하세요.과일의 향긋한 냄새는 대부분의 경우 에스테르 계열 화합물 때문인데요, 바나나, 사과, 파인애플 등 과일마다 향이 다른 이유도 각기 다른 에스테르 혼합비를 가지기 때문입니다. 에스테르는 기본적으로 에스터화 반응으로 생성되는데요, 우선 카르복실산과 알코올이 반응하여 에스테르와 물을 만듭니다. 실험실에서는 보통 산 촉매와 가열 조건에서 잘 일어나며, 식물 세포 내에서는 효소 촉매에 의해 비교적 온화한 조건에서 진행됩니다. 과일이 익어가면서 대사 과정이 활발해지고, 지방산과 아미노산 대사산물로부터 다양한 알코올과 유기산이 생기는데요, 이들이 결합해 향기 성분 에스테르가 증가하기 때문에 익은 과일이 더 향기롭게 느껴지는 것입니다. 이때 향기를 느끼는 과정에서 중요한 것은 분자량과 휘발성인데요, 사람이 냄새를 맡으려면 향기 분자가 코 안쪽 후각수용체에 도달해야 합니다. 이때 분자량이 너무 크면 분자 사이 인력이 커지고 끓는점이 높아지기 때문에 휘발성은 감소합니다. 그러면 공기 중으로 천천히 나와 향이 약하거나 무겁게 느껴지게 되며, 반대로 분자량이 너무 작고 휘발성이 지나치게 크면 금방 날아가 버려 향은 강하게 시작되지만 지속성이 짧습니다. 예를 들어 에틸 아세테이트처럼 분자량이 작은 에스테르는 휘발성이 높아 빠르게 향이 퍼지지만 금방 사라질 수 있습니다. 반면 탄소 사슬이 더 긴 에스테르는 휘발성이 낮아 묵직하고 오래 남는 향을 냅니다. 또한 휘발성 이외에도 후각수용체와 분자의 입체구조 적합성도 중요한데요, 비슷한 분자량이라도 구조가 조금 다르면 전혀 다른 향으로 느껴질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.많은 사람들이 겉으로는 멀쩡해 보여도 관계 속에서 상처받고, 뒤에서 험담을 듣고, 소외감을 느끼며 지내는 것 같습니다. 나이를 먹는다고 자동으로 성숙해지는 것도 아닌 것 같습니다. 어떤 사람은 자신의 불안, 열등감, 스트레스, 외로움을 제대로 다루지 못해서 남을 깎아내리거나 무리에 기대어 누군가를 배제하면서 우월감을 느끼기도 합니다. 따라서 상대방의 행동이 질문자님 때문이라기 보다는 그 사람들의 내면 문제인 경우가 많습니다.아이들도 그러고 어른들도 그러는 이유는 인간이 본능적으로 집단 안에서 서열, 소속감, 비교를 의식하기 때문입니다. 성숙한 사람은 그 본능을 통제하고 배려를 선택하지만, 반대로 미성숙한 사람은 나이가 들어도 그대로 반복합니다. 지금 질문자님이 특히 지치신 이유는 반복되는 관계 피로로 마음의 에너지가 많이 소모되었기 때문일 수 있는데요, 계속 눈치 보고 상처받고 의미를 찾으려 하면 정신적으로 크게 지칩니다. 따라서 인간 관계를 맺을 때 모든 사람과 잘 지내려 하지 않기는 것이 더 좋은 것 같습니다. 모두에게 인정받으려 하면 가장 먼저 내가 무너질 수 있습니다. 또한 타인의 수준과 내 가치를 분리하는 것이 좋을 것 같습니다. 누가 험담한다고 해서 내가 낮아지는 것은 아니며, 상대 행동은 상대 인격의 증거이지 내 가치의 증거가 아닙니다. 그래도 감싸주고 존중해주는 사람은 분명 존재하기 때문에 소수여도 그런 사람들과 관계를 맺는 것이 다수의 소모적 관계보다 훨씬 중요합니다. 감사합니다.

안녕하세요공기청정기의 활성탄 필터가 실내 악취와 휘발성 유기화합물을 제거하는 원리는 흡착인데요, 흡착이란 물질이 다른 물질의 표면에 달라붙는 현상을 말합니다. 활성탄은 엄청나게 넓은 내부 표면적과 다양한 표면 화학성을 가진 탄소 재료이기 때문에, 공기 중 분자들을 표면에 붙잡아 두는 능력이 매우 뛰어납니다. 이때 활성탄은 나무, 코코넛 껍질, 석탄계 탄소 원료를 고온 처리한 뒤 증기나 약품으로 활성화하여 수많은 미세기공을 만드는데요, 공기가 필터를 지나가면 악취 분자와 VOC가 이 기공 내부 표면과 수없이 접촉하게 됩니다.가장 기본적인 제거 메커니즘은 물리적 흡착인데요 이는 분자와 활성탄 표면 사이에 작용하는 반데르발스 힘에 의해 일어납니다. 냄새를 내는 분자나 톨루엔, 벤젠과 같은 유기용제 증기가 탄소 표면 가까이 오면 약한 인력에 의해 표면에 붙는데요, 활성탄 기공은 매우 좁기 때문에 분자가 벽면 양쪽에서 동시에 인력을 받게되고 평평한 표면보다 훨씬 강하게 붙잡힙니다. 예를 들어 톨루엔, 자일렌, 포름알데히드, 음식 냄새 성분, 담배 냄새 성분 등이 필터를 통과하며 표면에 붙잡히는데요, 다만 포름알데히드처럼 분자가 작고 극성이 큰 물질은 흡착력이 제한적일 수 있습니다. 이때 활성탄 표면에는 하이드록실기, 카복실기 등이 존재할 수 있고, 추가로 과망간산칼륨, 산성·염기성 첨가제, 금속 산화물 등을 담지시켜 특정 오염물과 반응하도록 만들기도 합니다. 결과적으로, 악취 가스가 화학적으로 변환되거나 더 강하게 결합하게 되며, 예를 들어 암모니아는 산성 처리된 표면과 잘 상호작용하고, 황화수소는 금속 산화물이나 산화제 담지 활성탄에서 제거 효율이 높아질 수 있습니다. 하지만 활성탄 필터가 모든 오염물에 만능은 아닌데요, 먼지 제거는 주로 HEPA 필터가 담당하고, 활성탄은 기체상 오염물 제거에 특화되어 있다고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.운동선수의 도핑 테스트에서 HPLC 기기가 널리 사용되는 이유는 금지약물 속에 들어있는 대사산물이 화학 구조와 극성이 매우 다양하지만 이를 높은 분리 효율과 정밀도로 분석할 수 있기 때문입니다. 도핑 검사 대상 물질에는 아나볼릭 스테로이드처럼 비교적 비극성인 화합물도 있고, 이뇨제, 흥분제, 대사조절제처럼 극성이 높은 물질도 있는데요, LC-MS/MS 기반 HPLC 시스템은 현재 대부분의 도핑 실험실 핵심 플랫폼으로 사용되고 있습니다. 이때 HPLC의 핵심 원리는 시료 성분이 이동상과 정지상 사이에서 서로 다른 친화력을 보인다는 점입니다. 성분의 극성이나 소수성 정도 등에 따라서 컬럼에 머무르는 시간이 달라지고, 이 시간 차이를 이용해 혼합물을 분리하게 됩니다. 특히 도핑 분석에서 많이 쓰는 방식은 역상 HPLC인데요, 이때 대표적으로 사용되는 C18 컬럼은 비극성 표면을 가지므로, 비극성 또는 중간 극성 물질은 컬럼에 오래 머뭅니다. 반면에 극성 물질은 상대적으로 빨리 빠져나오는데요, 이를 통해 스테로이드류, 지용성 약물, 다양한 대사산물을 효과적으로 분리할 수 있습니다. 분리 효율 측면에서 HPLC가 가진 장점은 서로 구조가 비슷한 금지약물도 구분할 수 있다는 점인데요, 예를 들어 같은 계열의 스테로이드 대사산물들은 분자량과 구조가 매우 유사하여 질량만 보면 혼동될 수 있습니다. 하지만 HPLC 컬럼에서는 미세한 극성 차이, 입체구조 차이, 작용기 위치 차이에 따라서 머무름 시간이 달라지기 때문에 같은 무게라도 다른 분자를 시간축에서 분리해 낼 수 있습니다. 또한 HPLC는 동일한 시료를 여러 번 측정해도 피크 위치와 면적이 일정하게 유지되므로 정량 신뢰도가 높습니다. 감사합니다.

안녕하세요.수성펜 글씨에 물이 묻었을 때 색소들이 서로 다른 높이로 번지는 이유는 색소마다 이동상인 물에 대한 용해도와 정지상인 종이에 대한 흡착력이 달라 이동 속도가 서로 다르기 때문이며 이는 크로마토그래피와 동일한 원리입니다. 즉 잉크가 여러 색소의 혼합물이기 때문에 각 색소가 물과 종이에 대해 가지는 친화력이 서로 다르고, 이로 인해 이동 속도 차이가 생겨 분리되는 것입니다. 이때 물은 이동상 역할을 하고, 종이의 셀룰로오스 섬유는 정지상 역할을 하는데요, 종이는 미세한 섬유 구조로 이루어져 있어 물을 빨아들이며 위쪽으로 모세관 현상에 의해 끌어올립니다.하지만 모든 색소가 동일한 속도로 올라가는 것이 아니라 어떤 색소는 물에 더 잘 녹고 종이에 덜 달라붙습니다. 즉 색소는 이동하는 물을 따라 멀리 올라가므로 높은 위치까지 번지기도 하고 반대로 어떤 색소는 종이 섬유와의 상호작용이 강하거나 물에 덜 녹습니다. 그러면 종이에 자주 붙잡혀 이동 속도가 느려지고 낮은 위치에 남게 됩니다. 예를 들어 검정 수성펜도 실제로는 검은 안료 하나가 아니라 파랑, 빨강, 노랑 계열 색소가 섞여 만들어진 경우가 많은데요, 따라서 물이 번지면 파란 색소는 위로 멀리 이동하고, 붉은 색소는 중간쯤, 노란 색소는 다른 위치에 남는 식으로 띠가 나뉠 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.범죄 수사에서 혈흔이나 혈액 관련 시료를 분석할 때 사용되는 가스크로마토그래피는 혼합물 속 여러 성분을 각각 분리해내는 방식인데요, 이때 작용 원리는 각 성분이 이동상과 정지상 사이에서 서로 다른 정도로 분배된다는 점에 의해 결론적으로 이동 속도가 달라진다는 점입니다. 이때 이동상은 시료를 운반하는 기체이며, 정지상은 컬럼 내부에 고정되어 있는 액체막 또는 고체 표면이라고 보시면 됩니다. 가스크로마토그래피에서는 시료를 먼저 가열하여 기화시킨 뒤, 헬륨, 질소, 수소 같은 비활성 기체를 컬럼 안으로 밀어 넣는데요 이 기체가 이동상 역할을 합니다. 컬럼 내부 벽에는 정지상이 얇게 코팅되어 있고, 혼합물 속 각 분자는 이동하는 기체 속에 머무는 시간과 정지상에 붙어 머무는 시간이 서로 다르기 때문에 분리가 일어나게 됩니다.예를 들어 어떤 성분이 정지상과 상호작용이 약하다면 대부분 이동상 기체를 따라 빠르게 흘러가므로 컬럼 끝에 먼저 도달하지만, 정지상과 친화력이 강한 성분은 컬럼 벽면에 자주 흡착되거나 액체막에 녹아들어 잠시 머물렀다가 다시 떨어져 나오는 과정을 반복하므로 이동이 느려집니다. 이와 같은 친화력 차이는 주로 분자의 물리화학적 성질과 관련이 있는데요, 휘발성이 높은 분자는 쉽게 기체 상태로 존재하므로 빨리 이동하는 경향이 있습니다. 반면 끓는점이 높거나 분자량이 크면 느려질 수 있으며 정지상이 극성인지 비극성인지에 따라 극성 분자와의 상호작용이 달라집니다. 감사합니다.

안녕하세요.벛꽃이 지고난 후에 초여름 전까지는 다른 수목과 초화류가 순차적으로 피기 시작합니다. 4월 중순부터 하순까지 가장 먼저 눈에 띄는 꽃은 철쭉인데요, 분홍빛~자주빛 꽃이 산과 공원 비탈면을 화려하게 덮고 도시 공원, 아파트 단지, 산책로에서 흔히 볼 수 있습니다. 영산홍도 이 시기부터 많이 피는데, 철쭉보다 키가 낮고 조경용으로 많이 심어져 도심 화단에서 자주 보입니다. 이팝나무는 흰 꽃이 나무 전체를 덮어 마치 눈이 내린 듯 보여 매우 인기가 많으며 최근에는 가로수로도 많이 심습니다. 다음으로 5월에는 꽃이 가장 풍성한 달인데요, 이때 장미가 본격적으로 피기 시작하며, 등나무는 보라색 꽃송이가 아래로 늘어져 자라기 시작합니다. 덩굴식물이라 정자나 산책길 아치에서 많이 볼 수 있습니다. 아카시아도 이 시기에 향기로운 흰 꽃을 피웁니다. 이후 6월 초에서 중순에는 수국 시즌이 시작되는데요, 파랑, 분홍, 보라색 큰 꽃송이가 특징이며 비 오는 계절과 잘 어울립니다. 꽃이 아니더라도 벚꽃이 끝난 뒤에는 신록을 볼 수 있는데요, 단풍나무의 연두색 새잎이 나는 것을 볼 수 있고 은행나무 가로수도 연한 초록빛으로 매우 싱그럽습니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀해주신 것처럼 간이 침묵의 장기이라고 알려진 것은 상당한 손상이 진행될 때까지 뚜렷한 통증이나 증상이 늦게 나타나는 경우가 많기 때문이며, 인체 장기 중 매우 뛰어난 재생 능력을 가진 기관이기도 합니다. 말씀해주신 것처럼 간을 2/3 잘라내도 다시 자란다는 말은 남아 있는 간 조직이 증식하여 원래 필요한 기능량을 회복하는 현상을 뜻합니다. 간은 평상시에 모든 세포가 최대치로 일하는 것이 아니라 상당한 예비능력을 가지고 있습니다. 따라서 일부가 제거되거나 손상되면 남은 간세포들이 조직량이 부족하다는 신호를 감지하고 다시 세포분열을 진행하는데요, 즉 평소 성인의 간세포는 대부분 휴지기에 머물러 분열하지 않지만, 손상 후에는 빠르게 증식을 진행합니다. 간 일부가 제거되면 혈류 역학이 변하고, 남은 간으로 더 많은 문맥혈이 유입되며 사이토카인과 성장인자가 분비됩니다. 대표적으로 HGF, EGF, IL-6, TNF-α 등이 관여하여 간세포에게 DNA 복제를 시작하고 증식하라는 명령을 내립니다. 이때 간세포만 늘어나는 것은 아닌데요, 간은 혈관, 담관, 결합조직, 면역세포가 함께 이루는 복합 장기입니다. 따라서 연관된 내피세포, 담관세포, 지지세포 역시 증식하고 구조를 재정비합니다. 간은 원래 해독작용, 영양 대사, 단백질 합성, 담즙 생성 등 다양한 역할을 수행해야 하기 때문에 손상 후 빠른 회복이 진화적으로 유리하여 재생 능력이 뛰어난 것으로 보입니다. 하지만 무한정 증식할 수 있는 것은 아닙니다. 간경변처럼 만성 손상이 지속되거나 알코올 남용, B형 간염, C형 간염, 지방간염 등이 반복되면 정상 간세포 대신 섬유조직이 쌓이면서 재생 능력 역시 떨어지게 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.참매는 겨울철새로만 규정하기 어려운 종이며, 실제로는 지역이나 개체군, 시기별로 서로 다른 이동 전략을 보이는 부분이동성종에 해당합니다. 즉 어떤 개체는 겨울에만 내려오고, 어떤 개체는 우리나라에서 번식하며, 어떤 개체는 정주성에 가깝게 1년 내내 머무르기도 하는데요, 겨울철새라고 알려진 것은 과거에 관찰 자료의 한계와 분포 정보 부족 때문이었습니다. 우선 참매는 북반구 전역의 숲에 넓게 분포하는 맹금류이며, 러시아 극동, 중국 동북부, 한반도, 일본 등에 개체군이 퍼져 있습니다. 북쪽의 혹독한 한대·아한대 지역에 사는 개체들은 겨울 먹이 부족과 적설 때문에 남하하는 경향이 강합니다. 반면 한반도처럼 상대적으로 온화하고 산림이 있는 지역의 개체들은 굳이 멀리 이동하지 않아도 생존이 가능하므로 번식지로 이용할 수 있습니다. 과거에 겨울철새로 알려진 이유는 겨울에 눈에 잘 띄었기 때문인데요, 아무래도 겨울에는 낙엽이 져 숲이 트이고, 먹이활동 때문에 참매가 더 잘 관찰됩니다. 반면에 번식기인 봄이나 초여름에는 울창한 숲 속 깊은 곳에서 둥지를 지키므로 발견이 어려웠던 것입니다.3~5월에 둥지를 트는 것은 생태학적으로 매우 자연스러운 현상인데요, 참매는 숲 속 큰 나무에 둥지를 만들고, 번식기에는 산새, 비둘기, 청설모 등 먹이 자원이 풍부해집니다. 게다가 봄은 많은 동물이 번식하는 계절이라 어린 개체가 늘고 활동량도 증가하여 포식자인 참매 입장에서는 새끼를 키우기 좋은 시기이며 잎이 무성해지기 전 초기 봄 숲은 비행과 매복 사냥에도 유리할 수 있습니다. 이와 함께 과거보다 겨울 기온이 온화해지면서 남하 필요성이 줄고, 일부 개체군은 점차 정주화될 수 있습니다. 감사합니다.