안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전도성 고분자는 어떤 첨가제가 들어가서 전기적 특성을 지닐 수 있나요??
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.전도성 고분자에 첨가되는 첨가제는 크게 다음과 같은 두 가지로 분류할 수 있습니다.금속 나노입자유기 첨가제금속 나노입자는 전도성 고분자의 전기 전도성을 향상시키는 데 가장 효과적인 첨가제입니다. 금속 나노입자는 고분자 사슬 사이에 균일하게 분산되어, 고분자 사슬 간의 전기 전도성을 연결하는 역할을 합니다.금속 나노입자로는 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au) 등이 주로 사용됩니다. 은 나노입자는 전기 전도성이 가장 우수하지만, 가격이 비쌉니다. 구리 나노입자는 은 나노입자에 비해 가격이 저렴하지만, 전기 전도성이 약간 떨어집니다. 금 나노입자는 은 나노입자와 구리 나노입자의 중간 정도의 전기 전도성을 가지고 있습니다.유기 첨가제는 금속 나노입자 대신 또는 금속 나노입자와 함께 사용되는 첨가제입니다. 유기 첨가제는 고분자 사슬 간의 전기 전도성을 향상시키는 역할을 하며, 금속 나노입자의 응집을 방지하는 역할도 합니다.유기 첨가제로는 폴리페닐렌비닐렌(PPV), 폴리티오펜(PT), 폴리피롤(PPy) 등이 주로 사용됩니다. PPV, PT, PPy는 모두 고분자 사슬 자체가 전도성을 가지고 있는 물질입니다. 따라서 이러한 물질을 전도성 고분자에 첨가하면, 고분자 사슬 간의 전기 전도성이 향상됩니다.전도성 고분자에 사용되는 첨가제의 종류와 함량은 전도성 고분자의 전기 전도성, 기계적 특성, 제조 공정 등 다양한 요인에 따라 결정됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 화산이 폭발하는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.화산 폭발의 원인은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫째, 마그마의 상승입니다. 마그마는 지구 내부의 뜨거운 암석 용융물로, 지각의 약한 부분을 통해 상승하게 됩니다. 마그마가 상승하면서 지각의 압력이 증가하고, 결국 폭발을 일으키게 됩니다.둘째, 지각판의 운동입니다. 지구 표면은 약 10개의 지각판으로 이루어져 있으며, 이 지각판들은 서로 부딪히거나 갈라지며 움직입니다. 지각판이 부딪히는 지점에서는 마그마가 상승하여 화산 폭발을 일으키게 됩니다.제주도는 약 70만 년 전에 화산 폭발로 인해 생겨난 섬입니다. 제주도는 화산암으로 이루어져 있으며, 지하에는 아직도 화산 활동이 활발하게 일어나고 있습니다.백두산은 아시아 최대의 활화산으로, 지난 1000년 동안 약 20번의 화산 폭발이 있었습니다. 백두산은 지각판의 경계에 위치하고 있기 때문에, 지각판의 운동으로 인해 화산 폭발이 일어날 수 있습니다.최근에는 백두산의 화산 활동이 활발해지고 있다는 연구 결과가 발표되면서, 화산 폭발에 대한 우려가 커지고 있습니다. 백두산이 폭발할 경우, 주변 지역의 인명과 재산 피해가 클 것으로 예상됩니다.화산 폭발을 예측하는 것은 매우 어려운 일입니다. 하지만 화산 활동을 지속적으로 관측하고, 화산 폭발의 전조 현상을 파악함으로써 피해를 최소화할 수 있습니다.
화학공학
Q. 3D프린터의 과학적 원리가 뭔지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.D 프린터는 컴퓨터의 설계 도면을 바탕으로, 재료를 층층이 쌓아 올려 입체적인 물체를 만드는 기계입니다. 3D 프린팅의 과학적 원리는 크게 적층 제조(additive manufacturing)라고 불리는 방법을 기반으로 합니다.적층 제조는 재료를 녹이거나 굳히는 등의 방법으로, 층층이 쌓아 올려 물체를 만드는 기술입니다. 3D 프린터는 적층 제조 기술을 사용하여, 다양한 재료를 사용하여 다양한 모양의 물체를 만들 수 있습니다.
생물·생명
Q. 감기는 백신을 만들 수 없나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.감기의 백신이 없는 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.첫째, 감기는 여러 종류의 바이러스에 의해 발생합니다. 감기의 가장 흔한 원인인 라이노바이러스만 해도 100여 가지가 넘는 종류가 있으며, 이외에도 코로나바이러스, 아데노바이러스, 헤르페스 바이러스 등이 감기를 유발할 수 있습니다. 따라서 모든 감기 바이러스를 예방할 수 있는 백신을 만들기가 어렵습니다.둘째, 감기 바이러스는 빠르게 변이합니다. 감기 바이러스는 매년 약 10% 정도 변이를 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 감기 백신을 개발하더라도, 그 해에 유행하는 바이러스와 백신에 포함된 바이러스가 일치하지 않을 가능성이 높습니다.그럼에도 불구하고, 감기 백신을 개발하기 위한 연구는 계속되고 있습니다. 최근에는 여러 종류의 감기 바이러스를 동시에 예방할 수 있는 백신 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 또한, 감기 바이러스의 변이를 예측하고 이를 방지할 수 있는 기술 개발도 이루어지고 있습니다.
물리
Q. 슬링백은 어떤 원리로 공중부양되는거 처럼 보이게 되는건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.공중부양된것처럼 보이는 이유에 대한 제의견은 이렇습니다.카메라가 촬영하는 각도와 춤을 추는 사람의 다리각도가 일치하면서 보는사람입장에서는 착시효과가 생기는듯합니다.
지구과학·천문우주
Q. 남극에 곰이 없는 이유가 따로 있을까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다..남극에 곰이 없는 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.첫째, 남극과 북극은 지구의 반대편에 위치하고 있으며, 두 대륙을 연결하는 육지가 없습니다. 따라서 북극곰이 남극으로 이동할 수 있는 방법은 없습니다.둘째, 남극의 환경은 북극과 크게 다릅니다. 남극은 북극보다 훨씬 더 추운 기후를 가지고 있으며, 빙하가 훨씬 더 두껍습니다. 따라서 북극곰의 주 먹이인 바다표범을 잡기에는 적합한 환경이 아닙니다.만약 남극에 곰이 많아진다면, 바다표범과 같은 남극 생태계의 주요 먹이 자원을 고갈시킬 수 있습니다. 이는 남극 생태계의 붕괴로 이어질 수 있습니다.따라서 남극에 곰이 없는 것은 생태계 보존을 위한 자연의 섭리라고 할 수 있습니다.다만, 일부 학자들은 남극에 곰이 없는 이유가 지질학적 요인 때문일 수도 있다고 주장하기도 합니다. 남극과 북극은 과거에 연결되어 있었으며, 그 당시에 곰이 남극으로 이동했을 수도 있다는 것입니다. 하지만 이러한 주장은 아직까지 과학적으로 입증되지 않았습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구탈출속도 유도는 누가, 어떻게 발견했나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.지구 탈출 속도를 처음으로 계산한 사람은 영국의 수학자 아이작 뉴턴입니다. 뉴턴은 만유인력의 법칙을 통해 지구의 중력에 의해 공이 떨어지는 속도를 구한 후, 이를 역으로 계산하여 지구 탈출 속도를 구했습니다.뉴턴 이후, 다양한 수학자들이 지구 탈출 속도를 계산하는 방법을 연구했습니다. 18세기 프랑스의 수학자 피에르 드 라파예트는 뉴턴의 방법을 개선하여 지구 탈출 속도를 더 정확하게 계산했습니다. 또한, 20세기 미국의 물리학자 로버트 오펜하이머는 아인슈타인의 상대성 이론을 적용하여 지구 탈출 속도를 계산했습니다.지구 탈출 속도는 인공위성을 쏘거나 달탐사 착륙선을 쏘는 데 중요한 역할을 합니다. 인공위성이 지구의 중력권을 벗어나 궤도를 돌기 위해서는 지구 탈출 속도 이상으로 발사해야 합니다. 또한, 달탐사 착륙선이 달에 착륙하기 위해서는 지구 탈출 속도 이상으로 발사한 후, 달의 중력에 의해 속도가 줄어들 때까지 달 궤도를 돌다가 착륙해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 남태평양이나 동남아에 가보면 대부분 바다 색깔이 에메랄드 푸른빛인데요 왜 이런 바다색깔을 하고 있는 건가요??
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.남태평양이나 동남아의 바다가 에메랄드 푸른빛을 띠는 이유는 산호초가 많기 때문입니다. 산호초는 식물성 플랑크톤의 일종으로, 광합성을 통해 햇빛을 에너지로 사용합니다. 산호초가 광합성을 할 때에는 클로로필이라는 색소를 사용하는데, 이 클로로필이 녹색을 띠기 때문에 산호초가 많은 바다는 에메랄드 푸른빛을 띠게 됩니다.또한, 남태평양이나 동남아의 바다는 수심이 얕은 경우가 많습니다. 수심이 얕으면 햇빛이 바닷속으로 더 깊이 들어갈 수 있기 때문에, 산호초의 녹색 색소가 더 많이 우리 눈에 보이게 됩니다.이외에도, 남태평양이나 동남아의 바다는 깨끗한 경우가 많습니다. 오염물질이 적으면 바닷물이 맑아지고, 맑은 바닷물은 산호초의 녹색 색소를 더 잘 반사하기 때문에 에메랄드 푸른빛이 더 뚜렷하게 나타나게 됩니다.따라서, 남태평양이나 동남아의 바다를 더욱 에메랄드 푸른빛으로 유지하기 위해서는 산호초 보호와 수질 오염 방지가 중요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 겨울 날씨가 계속 따뜻해지면 지구에 어떤 변화가 올까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.겨울이 따뜻해지는 것은 지구 온난화의 영향으로 볼 수 있습니다. 지구 온난화로 인해 지구의 평균 기온이 상승하고 있으며, 이로 인해 겨울이 짧아지고 여름이 길어지는 현상이 나타나고 있습니다.지구 온난화는 지구의 생태계에 다양한 영향을 미치고 있습니다. 해수면 상승으로 인한 침수, 생물 다양성 감소, 이상기후 발생 등이 대표적인 사례입니다. 또한, 지구 온난화는 인류의 건강에도 부정적인 영향을 미치고 있습니다.지구 온난화를 막기 위해서는 온실가스 배출을 줄이기 위한 노력이 필요합니다. 온실가스 배출을 줄이기 위해서는 다음과 같은 노력이 필요합니다.
화학
Q. 여진은 왜 생기는 거며, 첫 지진 이후 대비 그 강도가 어떤가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.지진이 일어나면 지각판이 움직이면서 남은 탄성에너지가 주변으로 전달됩니다. 이 에너지가 다시 지각판을 움직이면서 여진이 발생합니다. 따라서 여진은 본진과 같은 원인으로 발생하는 것이므로, 본진이 발생한 지역에서 발생할 가능성이 높습니다.여진의 강도는 본진에 비해 약한 경우가 많지만, 본진과 비슷한 강도의 여진도 발생할 수 있습니다. 일반적으로 여진의 강도는 본진 이후 시간이 지날수록 약해지지만, 몇 개월 또는 몇 년 동안 지속될 수도 있습니다.여진은 다음과 같은 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.본진과 동일한 단층에서 발생하는 동역학적 여진본진과 다른 단층에서 발생하는 이역학적 여진동역학적 여진은 본진과 같은 단층에서 발생하는 여진으로, 본진으로 인해 단층이 약화되어 발생합니다. 이역학적 여진은 본진과 다른 단층에서 발생하는 여진으로, 본진으로 인해 지각판에 전달된 에너지가 다른 단층을 움직여 발생합니다.여진은 본진과 같은 피해를 유발할 수 있으므로, 지진이 발생한 후에는 여진에 대한 대비가 필요합니다.