전문가 프로필

답변 내역

반도체의 원리는 무엇 인가요?
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.반도체는 이름에서 알 수 있듯이 도체와 부도체 사이의 성질을 가진 물질을 말합니다. 도체는 전기를 잘 통하고, 부도체는 전기를 잘 통하지 않습니다. 반도체는 특정 조건에서는 전기를 잘 통하게 하고, 다른 조건에서는 전기를 잘 통하지 않게 하는 성질을 가집니다. 이런 특성 때문에 반도체는 전자 장치의 스위치나 증폭기 등으로 사용될 수 있습니다.반도체의 가장 대표적인 예는 실리콘입니다. 순수한 실리콘은 전기를 잘 통하지 않지만, 아주 약간의 불순물을 첨가하면 전기를 통하기 시작합니다. 이렇게 불순물을 첨가하여 반도체의 성질을 바꾸는 것을 '도핑(Doping)'이라고 합니다.반도체는 이러한 성질 덕분에 다양한 전자 장치에 활용됩니다. 예를 들어, 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)는 수백만 개의 트랜지스터라는 반도체 스위치를 포함하고 있습니다. 이 트랜지스터들이 전기 신호를 제어함으로써 컴퓨터가 계산하고, 메모리에 데이터를 저장하고, 화면에 이미지를 표시하는 등의 작업을 수행합니다.
학문 / 전기·전자
24.01.07
0
0

유전자랑 DNA의 차이점은 무엇일까요ㅠ
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.DNA와 유전자의 차이를 이해하려면 각각의 역할과 구조를 알아야 합니다.DNA(Deoxyribonucleic Acid, 디옥시리보핵산)는 생명체의 유전 정보를 담고 있는 이중 나선 구조의 대형 분자입니다. DNA는 뉴클레오타이드라는 작은 단위들이 연결된 형태로, 각 뉴클레오타이드는 인산, 당, 그리고 염기로 구성되어 있습니다. 이 염기들이 특정한 순서로 배열되어 있어, 이 순서가 바로 유전 정보를 결정합니다.유전자는 DNA 상의 특정 구간을 가리키며, 하나의 유전자는 특정한 단백질을 생성하는 데 필요한 정보를 담고 있습니다. 즉, 유전자는 DNA의 일부분으로, DNA가 책이라면 유전자는 그 책의 한 페이지나 한 장을 비유할 수 있습니다. DNA는 모든 유전 정보를 담고 있는 반면, 유전자는 그 중 특정한 기능을 담당하는 정보를 가지고 있습니다.따라서 DNA와 유전자는 서로 밀접한 관련이 있지만, DNA는 유전 정보 전체를, 유전자는 특정한 기능을 담당하는 부분을 나타내는 것이 차이점입니다.
학문 / 생물·생명
24.01.07
0
0

미세먼지 발생 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.미세먼지는 대기 중에 떠다니는 아주 작은 입자로, 그 크기가 10마이크로미터(μm) 이하인 것을 말합니다. 미세먼지는 다양한 원인으로 발생하는데, 크게 자연적 원인과 인간의 활동에 의한 원인으로 나눌 수 있습니다.자연적 원인: 화산 폭발, 숲의 화재, 황사 등으로 미세먼지가 발생합니다. 특히 우리나라의 경우, 봄철에 중국에서 황사가 들어오면 미세먼지 농도가 높아집니다.인간의 활동: 공장에서의 화학물질 배출, 자동차의 연소 과정, 난방 등으로 미세먼지가 발생합니다. 이런 미세먼지는 특히 도시 지역에서 많이 발생하며, 이는 도시의 공기 질을 나쁘게 만듭니다.겨울에 미세먼지가 더 심해지는 이유는 여러 가지가 있습니다. 하나는 난방을 위해 화력 발전소의 작동이 늘어나면서 미세먼지의 배출량이 증가하는 것입니다. 또 다른 이유는 대기의 대류 현상이 약해져 미세먼지가 쉽게 대기 중에 머무르게 되는 것입니다. 겨울철에는 대기의 온도 차이가 적어 대기가 잘 섞이지 않아, 미세먼지가 고도를 올라가기 어려워 지상에 머무르게 됩니다.
학문 / 화학
24.01.07
0
0

오존층은 파괴될 수도 있지만 반대로 회복될 수도 있나요??
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.오존층은 자연적으로 회복될 수 있습니다. 오존(O3)은 산소(O2) 분자와 산소(O) 원자가 결합하여 형성되는데, 이 과정은 태양의 자외선에 의해 발생합니다. 따라서, 오존파괴물질의 배출이 줄어들면 오존층은 점차 회복될 수 있습니다.1980년대에는 황화합물(CFCs) 등의 오존파괴물질에 의해 오존층이 심각하게 파괴되었습니다. 이에 대응하여, 1987년에는 몬트리올 의정서가 체결되어 오존파괴물질의 생산과 사용이 국제적으로 금지되었습니다. 이후로는 오존층의 파괴 속도가 점차 줄어들었고, 일부 지역에서는 오존층이 회복되고 있다는 연구 결과도 있습니다.하지만, 오존층의 회복 속도는 매우 느립니다. 몬트리올 의정서 체결 후 30년이 넘은 현재도, 오존층은 완전히 회복되지 않았습니다. 이는 오존파괴물질이 대기 중에 오래 머무르며 계속해서 오존을 파괴하기 때문입니다. 따라서, 오존층을 완전히 회복시키려면 오존파괴물질의 배출을 완전히 중단하고, 그 후에도 수십 년이라는 긴 시간이 필요할 것입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.07
0
0

석유는 어떻게 정제 하여 휘발유, 경유, 등유를 뽑아내는거죠?
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.석유를 여러 가지 제품으로 분리하는 과정을 '정제'라고 합니다. 이 과정은 크게 두 단계로 나눌 수 있습니다: '증류(distillation)'와 '변환(conversion)'입니다.증류: 석유를 정제하는 첫 단계는 증류 탑에서 이루어집니다. 석유를 끓이면 여러 가지 성분들이 다른 온도에서 증발하게 됩니다. 가장 먼저 증발하는 것은 가장 가벼운 성분인 LPG와 휘발유입니다. 이들은 증류 탑의 상단에서 수집됩니다. 그 다음으로 증발하는 것은 중질유(경유, 등유), 그리고 마지막으로 가장 무거운 성분인 중유와 잔사유가 증류 탑의 하단에서 수집됩니다.변환: 증류 과정을 거치면 여러 가지 제품을 얻을 수 있지만, 이렇게 얻은 제품들 중 일부는 그대로 사용하기 어렵습니다. 예를 들어, 잔사유는 너무 무거워서 연료로 사용하기 어렵습니다. 이런 제품들을 다시 사용할 수 있는 제품으로 변환하기 위해 '크래킹(cracking)'이나 '재결합(reforming)'과 같은 과정을 거치게 됩니다. 이런 과정을 통해 무거운 성분을 가볍게 만들거나, 가벼운 성분을 더 가치 있는 제품으로 만들 수 있습니다.
학문 / 화학
24.01.07
0
0

지구의 생성시기가 46억 년이라고 하잖아요
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.우리가 말하는 지구의 나이, 약 45억년,은 지구가 형성되기 시작한 시점을 가리킵니다. 이 시점은 바로 '태양계'가 형성되기 시작한 시기와 일치합니다.빅뱅 이후 약 90억년 후, 우주의 일부분에 있는 먼지와 가스가 중력에 의해 모여 '태양성운'이라는 구름을 형성했습니다. 이 태양성운이 계속해서 중력에 의해 수축하며, 중심부는 더욱 뜨겁고 밀도 높은 '원시태양'이 되었고, 그 주변의 물질들은 '원시행성원반'을 형성했습니다.원시행성원반 속에서 먼지와 암석들이 서로 충돌하고 결합하며 점점 커진 덩어리들이 '프로토플라넷'이 되었고, 이들 중 하나가 지금의 지구입니다. 이렇게 지구가 형성되기 시작한 시기가 바로 약 45억년 전입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.07
0
0

밤하늘 태양계 행성을 눈으로 보는 것은 몇 시간 전 별의 모습인가요?
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.우리가 밤하늘에서 별이나 다른 행성을 보는 것은 사실 그 빛이 우리 눈에 도착하는 데 걸린 시간만큼 과거의 모습을 보는 것입니다. 이는 빛이 일정한 속도(초당 약 300,000km)로 이동하기 때문입니다.예를 들어, 가장 가까운 타양계 별인 프록시마 센타우리는 지구로부터 약 4.24광년 떨어져 있습니다. 이 말은, 우리가 지금 보는 프록시마 센타우리의 모습은 사실상 4.24년 전의 모습이라는 것을 의미합니다.태양계 행성들도 마찬가지입니다. 예를 들어, 화성은 지구와 가장 가까울 때에도 약 3분의 시간이 빛이 도달하는 데 걸립니다. 그래서 우리가 보는 화성의 모습은 실제로는 3분 전의 화성입니다.따라서, 만약 어떤 행성이나 별이 갑자기 사라졌다고 해도, 그 빛이 우리에게 도달하는 데 필요한 시간 동안에는 여전히 그 별이나 행성을 볼 수 있게 됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.07
0
0

핵폭탄은 왜 공중에서 투하를 하는 것인가요.
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.핵폭탄이나 원자폭탄 같은 강력한 폭발물이 공중에서 폭발하는 이유는 크게 두 가지입니다.최대 피해 범위: 폭탄이 지상에서 폭발하면 그 피해 범위는 한정되지만, 공중에서 폭발하면 그 충격파와 열파는 모든 방향으로 퍼져 나가며 훨씬 넓은 범위에 피해를 입힐 수 있습니다. 이를 '공중폭발(air burst)'이라고 합니다.방사능 피해 최소화: 핵폭탄이나 원자폭탄은 폭발 시 방사능을 방출합니다. 이 방사능은 지면에 머무르면 오랫동안 그 지역을 오염시킬 수 있습니다. 그러나 폭탄이 공중에서 폭발하면 이런 방사능 오염을 어느 정도 줄일 수 있습니다. 이는 방사능이 대기 중으로 퍼져 나가게 되어, 그 피해를 줄일 수 있기 때문입니다.
학문 / 기계공학
24.01.07
0
0

초전도체란 어떤 물질이고 어디에 활용되나요
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.초전도체는 저항이 완전히 0이 되는 물질을 말합니다. 이는 특정 온도 이하로 냉각될 때 발생하는 현상으로, 이 온도를 '초전도 전이 온도'라고 합니다. 초전도체는 전류를 손실 없이 영원히 유지할 수 있으며, 강한 자기장을 내부로 들어오지 않게 배제하는 특징을 가지고 있습니다. 이런 특성 때문에 초전도체는 전력 전송, 자기부상열차, MRI와 같은 의료 기기, 초대형 입자 가속기 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.초전도체 연구의 가장 큰 과제 중 하나는 '고온 초전도체'의 발견입니다. 현재까지 알려진 대부분의 초전도체는 매우 낮은 온도에서만 초전도를 나타내기 때문에, 이를 유지하는 데 많은 에너지가 필요합니다. 이런 문제를 해결하기 위해 고온에서도 초전도 현상을 나타내는 물질을 찾는 연구가 진행되고 있습니다.또한, 초전도 현상이 어떻게 발생하는지에 대한 이론적 이해도 아직 완전히 이루어지지 않았습니다. 특히, 고온 초전도체의 동작 메커니즘에 대한 이해는 초전도체 연구의 중요한 과제입니다.
학문 / 전기·전자
24.01.07
0
0

지구와 공기구성이 거의 비슷한 행성이 있을까요?
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.우리 지구와 비슷한 행성들을 '지구형 행성' 또는 '테라스 형 행성'이라고 부르며, 이들은 지구와 비슷한 크기를 가지고 있고, 암석으로 이루어져 있으며, 액체 물이 존재할 수 있는 적절한 온도를 가진 행성을 말합니다.지금까지 발견된 지구와 비슷한 행성 중 가장 유명한 것은 '프록시마 b'와 '킬러스-442b'입니다.'프록시마 b': 지구에서 가장 가까운 별인 프록시마 켄타우리 주변에서 발견된 행성으로, 지구의 1.27배 크기를 가지고 있습니다. 이 행성은 별에 가깝게 돌고 있지만, 별이 우리 태양보다 훨씬 약하므로 표면에 액체 물이 존재할 수 있는 적절한 온도일 것으로 추정됩니다.'킬러스-442b': 이 행성은 지구의 2.6배 크기를 가지는 '슈퍼 지구(earth)로, 지구에서 약 1200광년 떨어진 곳에 위치해 있습니다. 이 행성도 액체 물이 존재할 수 있는 적절한 온도라고 생각되며, 그 주변 별 주위를 약 112일에 한 바퀴 돕니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.07
0
0