답변 내역

안녕하세요. 에틸렌글리콜이 물의 어는점을 낮추는 가장 중요한 이유는 물 분자들이 규칙적인 얼음 결정 구조를 만드는 것을 방해하기 때문인데요, 에틸렌글리콜은 물과 잘 섞이는 성질을 가지고 있다보니 물속에 들어가면 각각의 분자 사이에 섞여 존재합니다. 물이 얼려면 물 분자들이 일정한 방향으로 배열되어 육각형에 가까운 규칙적인 결정 구조를 만들어야 하는데, 에틸렌글리콜 분자가 그 사이에 존재하면서 이러한 규칙적인 배열이 형성되기 어려워지게 됩니다.이때 에틸렌글리콜의 수산기(-OH)가 중요한 역할을 하는데요, 에틸렌글리콜에는 두 개의 수산기가 있어서 물 분자와 수소결합을 형성할 수 있습니다. 따라서 물 분자끼리만 강하게 결합해 얼음 결정으로 배열되는 대신, 물과 에틸렌글리콜 사이에도 다양한 상호작용이 생기며, 결과적으로 물 분자들이 얼음의 결정 구조로 정렬하기가 더 어려워집니다. 근본적으로는 어는점 내림이라는 용액의 총괄적 성질이 작용하는데요, 물에 에틸렌글리콜 같은 다른 물질이 녹으면 물의 화학적 퍼텐셜, 즉 물이 액체 상태와 고체 상태 중 어느 쪽으로 존재하려는 경향이 달라집니다. 그 결과 순수한 물보다 더 낮은 온도에서야 얼음과 액체가 평형을 이루게 됩니다. 특히 자동차 부동액에서 에틸렌글리콜을 사용하는 것도 바로 이 원리 때문입니다. 물에 적절한 양의 에틸렌글리콜을 섞으면 겨울철 낮은 온도에서도 냉각수가 쉽게 얼지 않게 되며, 에틸렌글리콜은 물과 잘 섞이고 끓는점도 높기 때문에 겨울에는 결빙을 억제하고 여름에는 끓는 것도 어느 정도 억제하는 데 도움이 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 대통령이 타는 차량 등에 사용되는 방탄유리는 우리가 일반적으로 생각하는 유리 한 장과는 다릅니다. 정확하게는 ‘방탄 유리’라기보다 탄도 방호용 투명재에 가까우며, 탄환의 충격을 견딜 수 있도록 여러 종류의 유리와 투명한 플라스틱 소재를 여러 겹으로 결합해 만듭니다. 대표적으로 유리와 함께 PVB, 폴리우레탄 같은 중간막이나 충격 흡수 능력이 높은 폴리카보네이트 등이 사용됩니다. 이러한 방탄유리는 단단한 유리와 충격을 흡수하는 소재를 층층이 붙여 만드는 방식이라고 보시면 되는데요, 탄환이 유리 표면에 충돌하면 첫 번째 유리층이 충격을 넓은 영역으로 분산시키면서 깨지고, 뒤쪽에 있는 플라스틱층은 변형되면서 남은 운동에너지를 흡수합니다. 동시에 깨진 유리 조각이 차량 내부로 튀는 것을 억제합니다. 즉, 총알을 단순히 ‘딱딱한 유리로 튕겨내는 것’이 아니라 여러 층이 순차적으로 충격을 분산하고 흡수해 관통을 막는 원리입니다.제작 과정에서는 먼저 적절한 두께와 종류의 유리 및 플라스틱 소재를 준비한 뒤 중간막을 사이에 넣어 여러 층으로 적층하고, 열과 압력 등을 이용해 각 층을 빈틈없이 결합합니다. 이후 차량의 창문 형태에 맞게 가공하고 광학적 품질과 접합 상태 등을 확인한 뒤 실제 탄환을 이용한 탄도시험을 통해 요구되는 방호 성능을 검증합니다. 따라서 단순히 유리를 두껍게 만드는 것만으로 방탄유리가 완성되는 것은 아닙니다. 또한 이때 방탄 성능이 유리 자체만으로 결정되지 않는데요, 유리를 차량에 고정하는 프레임과 주변 차체가 얼마나 견고하게 만들어졌는지도 매우 중요합니다. 아무리 강한 방탄유리를 사용하더라도 주변 구조가 충격을 견디지 못한다면 전체적인 방호 성능에는 한계가 있기 때문입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 위가 쓰리듯 아픈 느낌은 실제로 위가 비어 있어서만 생기는 것은 아니며, 음식을 먹고 있는 중에도 위산이나 위 점막의 상태, 위의 운동 등에 따라 공복에 가까운 쓰림이 나타날 수 있습니다.가장 흔한 원인은 위산과 위 점막 사이의 균형이 일시적으로 깨지는 것입니다. 위에서는 음식물을 소화하기 위해 염산을 분비하는데, 정상적인 위에는 점액과 중탄산염, 혈류 등의 방어체계가 있어 위산으로부터 점막을 보호합니다. 그런데 이 방어 기능이 약해지거나 위산에 대한 민감도가 높아지면 실제로 음식물이 들어 있어도 화끈거리거나 쓰린 듯한 상복부 통증을 느낄 수 있습니다. 또한 위염이나 위, 십이지장 궤양, 위산 역류, 헬리코박터 파일로리 감염 등도 비슷한 증상을 만들 수 있습니다. 특히 위, 십이지장에 염증이나 궤양이 있는 경우에는 식사와 통증의 관계가 사람마다 다르다보니 밥을 먹었으니 위가 쓰리지 않아야 한다고 단정할 수 없습니다.이외에 스트레스나 수면 부족 같은 요인도 영향을 줄 수 있는데요, 스트레스가 위에 직접 구멍을 내는 것은 아니지만, 자율신경계와 위장 운동, 통증을 느끼는 민감도 등에 영향을 주어 평소에는 크게 느끼지 못하던 위의 자극을 불편하게 느끼게 만들 수 있습니다. 카페인이나 술, 매운 음식, 과식 또는 일부 진통제 역시 사람에 따라 증상을 악화시킬 수 있습니다. 따라서 잘 먹고 있는데도 공복처럼 위가 쓰린 느낌이 드는 것 자체는 충분히 있을 수 있는 현상입니다. 다만 한 번 일시적으로 나타난 것인지, 반복적으로 나타나는지가 중요합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 가을에 단풍잎이나 은행잎의 색이 변하는 것은 단순히 날씨가 추워져서 잎이 물드는 것이 아니라, 나무가 겨울을 준비하면서 잎 속의 색소와 영양분을 변화시키기 때문입니다.봄과 여름에는 잎 속에 엽록소가 풍부한데요, 엽록소는 초록색을 띠면서 햇빛을 이용해 광합성을 하기 때문에 잎이 초록색으로 보입니다. 그런데 가을이 되어 낮의 길이가 짧아지고 기온이 내려가면 나무는 잎을 계속 유지하는 것보다 겨울을 준비하는 것이 유리해지면서, 잎으로 보내던 영양분을 줄이고, 엽록소를 분해하기 시작하는 것입니다. 엽록소가 사라지면 그동안 초록색에 가려져 있던 다른 색소들이 드러나는데요, 카로티노이드라는 색소는 원래 잎에 존재하며 노란색이나 주황색을 띠기 때문에 은행나무처럼 가을에 노랗게 변하는 나무에서는 이 색이 두드러지게 나타나게 됩니다. 또한 단풍나무처럼 붉은색으로 변하는 경우에는, 가을에 잎에서 안토시아닌이라는 붉은색과 보라색 색소가 새롭게 만들어질 수 있습니다. 특히 맑고 햇빛이 강한 낮과 서늘한 밤이 이어질 때 안토시아닌 생성이 활발해져 더욱 선명한 붉은색을 나타낼 수 있습니다. 그리고 잎이 갈색으로 변하는 것은 조금 다른 이유인데요, 이는 잎이 노화하면서 세포가 분해되고 여러 물질이 산화되면서 갈색 계열의 색소와 부산물이 나타나기 때문입니다. 즉 나무 입장에서 보면 단풍은 사실 겨울을 준비하는 과정의 일부입니다. 나무는 잎에 남아 있는 질소나 인 같은 중요한 영양분을 최대한 회수해 줄기와 뿌리 등에 저장한 뒤 잎을 떨어뜨리며, 잎을 그대로 유지하면 겨울철 추위와 건조한 환경에서 물을 잃거나 조직이 손상될 위험이 있기 때문에, 잎을 떨어뜨리는 것이 오히려 생존에 유리합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 쌍둥이 사이에 텔레파시가 있다는 이야기에 대해서 과학적으로 쌍둥이가 생각이나 감정을 직접 주고받는다는 증거는 없습니다. 특히 일란성 쌍둥이는 유전적으로 매우 비슷하기 때문에 이런 현상이 더 신기하게 느껴질 수 있습니다.생물학적으로 보면 쌍둥이가 서로의 행동이나 감정을 잘 알아차리는 데에는 몇 가지 이유가 있는데요, 우선 일란성 쌍둥이는 유전적 특성이 매우 비슷하고, 성장하면서 비슷한 환경과 경험을 공유하는 경우가 많기 때문입니다. 그래서 성격이나 선호, 스트레스에 반응하는 방식 등이 비슷해질 가능성이 있습니다. 오랫동안 함께 생활하면서 서로의 표정, 말투, 행동 패턴 같은 미세한 신호도 자연스럽게 학습하게 되는데요, 상대방이 말하지 않아도 기분이 어떤지 잘 알아차리는 것처럼 보이는 이유가 이와 관련이 있습니다. 예를 들어 한 쌍둥이가 갑자기 불안해할 때 다른 쌍둥이도 비슷한 상황에서 불안해하는 경우가 있을 수 있는데요, 이를 텔레파시라고 생각하기 쉽지만, 실제로는 같은 유전적 성향과 비슷한 환경에 대한 반응이 동시에 나타나는 것일 가능성이 있습니다. 서로 떨어져 있을 때 비슷한 생각을 하거나 동시에 전화를 걸었다는 경험 역시 매우 인상적이지만, 우연히 일어난 일은 강하게 기억하는 반면 서로 다른 수많은 순간은 기억에서 쉽게 사라지는 선택적 기억의 영향도 받을 수 있습니다.하지만 쌍둥이 사이의 특별한 유대감 자체가 허구라는 뜻은 아닙니다. 쌍둥이는 일반적인 형제자매보다 성장 환경과 경험을 공유하는 정도가 크기 때문에 서로의 행동과 감정을 예측하는 능력이 매우 발달할 수 있는데요, 특히 오랜 시간 함께 지내면 상대방의 작은 행동만 보고도 다음 행동이나 감정 상태를 상당히 정확하게 예상할 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 스마트폰을 오래 바라본 뒤 눈이 침침하고 뻑뻑해지는 것은 블루라이트 하나 때문이라기보다, 장시간 화면을 집중해서 보는 동안 눈의 초점 조절과 눈물막, 깜빡임 등이 동시에 영향을 받기 때문입니다.가장 큰 원인 중 하나는 깜빡임 감소인데요, 평소에는 무의식적으로 눈을 자주 깜빡이면서 눈물막을 눈 표면에 고르게 펴 주는데, 스마트폰이나 컴퓨터 화면을 집중해서 볼 때는 깜빡이는 횟수가 줄어들고 완전히 깜빡이지 않는 경우도 많아집니다. 그러면 눈 표면의 눈물이 빠르게 증발하면서 건조감, 이물감, 따가움이 생길 수 있습니다. 눈물막이 고르지 않으면 빛이 망막에 도달하기 전 제대로 굴절되지 않아 시야가 일시적으로 흐릿하게 느껴지기도 합니다. 또 하나는 초점 조절 근육의 피로인데요, 스마트폰은 눈과 가까운 거리에서 작은 글씨나 이미지를 계속 바라보게 합니다. 이때 눈 속의 섬모체근이 수정체의 두께를 조절하면서 가까운 곳에 초점을 계속 맞춰야 합니다. 아무래도 장시간 이런 상태가 지속되면 눈이 쉽게 피로해지고, 스마트폰에서 시선을 다른 곳으로 옮겼을 때 잠시 초점이 잘 맞지 않거나 침침하게 느껴질 수 있습니다. 특히 어두운 방에서 스마트폰을 보는 상황에서는 주변 환경과 화면의 밝기 차이가 커지는데요, 동공과 눈이 밝은 화면과 어두운 주변 환경에 계속 적응해야 하고, 가까운 거리에서 화면을 집중적으로 바라보기 때문에 눈의 부담이 더욱 커질 수 있습니다. 그래서 밤에 불을 끄고 스마트폰을 오래 보는 것이 유독 피곤하게 느껴지는 것입니다. 또한 스마트폰 화면의 블루라이트가 눈의 피로에 영향을 줄 가능성을 완전히 배제할 수는 없지만, 일반적인 스마트폰 사용에서 느끼는 눈의 피로와 일시적인 침침함을 블루라이트가 주된 원인이라고 보기는 어렵습니다. 오히려 화면을 가까이에서 오래 바라보는 행동, 깜빡임 감소, 건조한 눈, 장시간의 초점 조절 등이 더 직접적인 원인으로 생각됩니다. 다만 밤늦게 밝은 화면을 보면 생체시계에 영향을 주어 잠드는 것을 방해할 수 있다는 점은 별개의 문제로 중요합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 말씀해주신 염색체 교차가 유전적 다양성을 만드는 핵심 과정으로 여겨지는 이유는 부모에게서 받은 유전정보를 새로운 조합으로 섞어 주기 때문입니다. 감수분열을 할 때 부모에게서 하나씩 물려받은 상동염색체가 서로 짝을 이루는데, 이 과정에서 서로 대응하는 부분의 DNA가 교환됩니다. 이를 염색체 교차라고 합니다. 예를 들어 한 염색체에 A-B-C라는 유전자 조합이 있고 다른 상동염색체에 a-b-c라는 조합이 있다면, 교차가 일어난 뒤 A-B-c나 a-b-C처럼 이전에는 없던 새로운 유전자 조합이 만들어질 수 있습니다.이렇게 만들어진 염색체는 이후 난자나 정자에 들어가기 때문에 자손은 부모가 가지고 있던 유전자를 단순히 한 세트씩 물려받는 것이 아니라 서로 다른 유전자 조합을 가진 생식세포를 받게 되는데요, 여기에 감수분열 과정에서 상동염색체가 무작위로 나뉘는 독립적 분리와 수정 과정에서 어떤 정자와 난자가 만나는지가 무작위라는 점까지 더해지면서 자손마다 유전적 구성이 크게 달라집니다.특히 교차의 중요한 특징은 같은 부모에게서 태어난 형제자매조차 서로 다른 유전자 조합을 갖게 만드는 데 기여한다는 것인데요, 따라서 교차는 단순히 DNA를 복사하는 과정이 아니라, 기존에 존재하던 유전적 정보를 재조합하여 새로운 조합을 만들어 내는 과정이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 파리지옥이 먹이를 잡는 모습은 정말 식물이 신경이나 근육 없이도 동물처럼 움직일 수 있다는 것을 보여주는 흥미로운 사례이나, 그렇다고 해서 파리지옥에는 동물의 신경세포나 근육이 있는 것은 아니고, 전기적 신호와 세포의 수분 및 압력 변화를 이용해 덫을 닫는 것입니다.파리지옥 잎 안쪽에는 작은 감각털이 있는데요, 곤충이 이 털을 건드리면 기계적 자극이 전기적 신호인 활동전위로 바뀌어 잎 조직을 따라 전달됩니다. 그런데 한 번 건드렸다고 바로 닫히지는 않습니다. 일정한 시간 안에 감각털이 여러 번 자극되어야 실제로 먹이가 들어왔다고 판단하고 덫을 닫습니다. 이렇게 하는 것은 빗방울이나 바람처럼 의미 없는 자극에 덫을 닫아 에너지를 낭비하는 것을 줄이기 위한 것으로 생각됩니다. 충분한 전기적 신호가 발생하면 잎의 세포에서 이온의 이동이 일어나고, 이에 따라 세포 안팎의 물 이동과 세포의 팽압이 변화하는데요, 결과적으로 잎의 두 엽이 순간적으로 형태를 바꾸면서 덫이 빠르게 닫힙니다. 즉, 동물의 근육처럼 근육이 수축해서 움직이는 것이 아니라 세포의 물리적 성질을 변화시켜 움직이는 것입니다. 또한 파리지옥이 단순히 닫는 것에서 끝나는 것이 아닌데요, 먹이가 계속 움직여 감각털을 추가로 자극하면 식물은 이것을 먹이가 실제로 잡혔다는 신호로 이용하고, 덫을 더 단단히 닫은 뒤 소화액을 분비하여 영양분을 흡수합니다. 따라서 파리지옥은 자극 감지 → 전기적 신호 전달 → 움직임 → 먹이의 존재 확인 → 소화라는 상당히 정교한 반응 체계를 가지고 있다고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 물고기가 물속에서 숨을 쉴 수 있는 핵심은 아가미아데요, 물고기는 사람처럼 공기 중의 산소를 직접 들이마시는 것이 아니라, 물에 녹아 있는 산소를 아가미를 통해 혈액으로 가져옵니다.이때 물고기가 물을 입으로 받아들이면 물은 아가미를 지나가게 되는데요, 아가미에는 아주 얇은 조직으로 이루어진 아가미판과 모세혈관이 촘촘하게 분포해 있습니다. 물속의 산소 농도가 혈액보다 높기 때문에 산소가 농도 차이에 따라 아가미의 얇은 막을 통과해 혈액 속으로 이동합니다. 반대로 혈액에 있던 이산화탄소는 물속으로 빠져나갑니다. 특히 물고기의 아가미에는 역류 교환이라는 매우 효율적인 구조가 있습니다. 물과 혈액이 서로 반대 방향으로 흐르면서 혈액이 물속 산소를 최대한 많이 흡수할 수 있도록 해주는 것인데요, 그래서 물속에 산소가 공기보다 훨씬 적게 들어 있어도 물고기가 효율적으로 산소를 얻을 수 있습니다. 특히 물고기가 입을 벌렸다 닫는 모습을 흔히 볼 수 있는데, 이것도 단순한 움직임이 아니라 아가미 위로 물을 계속 흘려보내기 위한 호흡 과정이라고 보시면 됩니다. 물고기 종류에 따라서는 헤엄칠 때 물이 아가미를 자연스럽게 통과하도록 하는 방식도 사용합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 네, 하마에게서 붉은색 또는 주황빛을 띠는 땀 같은 분비물이 나오는 것은 사실입니다. 다만 이것은 우리가 일반적으로 생각하는 피가 섞인 땀은 아닙니다.하마의 피부에서는 두 종류의 색소성 분비물이 나오는데, 대표적으로 하마산과 노르하마산이라는 색소가 포함되어 있습니다. 이 물질들은 처음에는 비교적 옅은 색을 띠다가 공기와 빛에 노출되면서 붉은색에서 갈색 계열로 점점 진해지는 특징이 있는데요, 따라서 피부에서 분비되는 순간부터 피처럼 선명한 붉은색인 것은 아니며, 공기 중에 노출된 뒤 색이 더욱 뚜렷해지는 것으로 이해하는 것이 좋습니다. 이 분비물은 단순히 색이 특이한 것뿐만 아니라 하마에게 중요한 역할을 합니다. 피부를 촉촉하게 유지하는 데 도움을 주고, 일부 성분은 자외선을 흡수하는 특성과 항균 작용을 가지고 있어 강한 햇빛과 미생물로부터 피부를 보호하는 데 도움이 됩니다. 그래서 하마가 오랫동안 물 밖에 있어도 피부가 쉽게 손상되지 않도록 돕는 일종의 천연 피부 보호 물질이라고 볼 수 있습니다. 즉 하마가 피로 된 땀을 흘린다는 것은 비유일 뿐이며, 붉은색을 만드는 것은 하마의 피부샘에서 분비되는 특수한 색소성 물질이라고 보시면 됩니다. 감사합니다.