안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
화학
Q. 머리가 하얗게 되는 원리는 무엇인가요.?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.흰머리가 나는 이유는 멜라닌 색소의 감소 때문입니다. 멜라닌 색소는 머리카락의 색깔을 결정하는 색소로, 모낭의 멜라닌 세포에서 생성됩니다. 스트레스, 유전, 영양 결핍, 갑상선 기능 이상, 약물 부작용 등 다양한 원인으로 인해 멜라닌 세포의 기능이 저하되면 멜라닌 색소의 생성이 감소하여 흰머리가 생깁니다.흰머리가 부분적으로 나는 이유는 멜라닌 세포의 기능 저하가 머리카락 전체에 고르게 나타나지 않기 때문입니다. 스트레스는 멜라닌 세포의 기능을 저하시키는 요인 중 하나이지만, 스트레스를 받는 모든 사람이 흰머리가 나는 것은 아닙니다. 이는 스트레스의 정도, 지속 기간, 개인의 유전적 요인 등에 따라 달라지기 때문입니다.흰머리는 인체의 노화 현상 중 하나로, 일반적으로 30대 이후부터 나타나기 시작합니다. 하지만 유전적 요인에 따라 20대 초반부터 흰머리가 나는 사람도 있습니다. 흰머리가 나는 것을 예방하거나 늦추기 위해서는 스트레스를 줄이고, 건강한 식단을 유지하며, 충분한 수면을 취하는 것이 도움이 됩니다.흰머리는 치료가 불가능한 질환이지만, 염색 등으로 가릴 수 있습니다. 염색은 흰머리를 감추는 효과가 있지만, 모발에 자극을 줄 수 있으므로 주의해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 역대지진중 가장 큰지진은 무엇일까요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.역사상 가장 강도가 센 지진은 1960년 5월 22일 칠레에서 발생한 발디비아 지진입니다. 이 지진은 리히터 규모 9.5로, 지진 관측 이래 인류 역사상 최고 규모의 지진입니다. 지진의 진도는 XI~XII로, 이는 지진이 발생한 지역에서 건물이 완전히 파괴되는 정도의 강력한 지진입니다. 이 지진으로 인해 칠레, 에콰도르, 페루, 일본 등 14개국에서 6,000명 이상의 사망자가 발생하고, 20억 달러 이상의 재산 피해가 발생했습니다.역사상 가장 많은 피해를 입힌 지진은 1923년 9월 1일 일본 도쿄와 요코하마에서 발생한 칸토 대지진입니다. 이 지진은 리히터 규모 7.9로, 도쿄와 요코하마 지역에서 약 10만 명의 사망자가 발생하고, 약 200만 명의 이재민이 발생했습니다. 이 지진으로 인해 도쿄와 요코하마의 도시 대부분이 파괴되었고, 일본 경제에 큰 타격을 입혔습니다.경주 지진은 2016년 9월 12일 경상북도 경주에서 발생한 지진으로, 리히터 규모 5.8입니다. 이 지진으로 인해 경주, 대구, 포항 등 경상권 지역에서 약 100여 명의 사망자가 발생하고, 약 1조 원 이상의 재산 피해가 발생했습니다.이외에도 2004년 인도양 대지진(리히터 규모 9.1), 2011년 동일본 대지진(리히터 규모 9.0), 2010년 아이티 지진(리히터 규모 7.0) 등 역사적으로 큰 피해를 입힌 지진들이 있습니다.
화학
Q. 화학 용어 중에 부교감 신경계가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.부교감 신경계는 교감 신경계와 함께 자율신경계를 이루는 두 가지 신경계 중 하나입니다. 자율신경계는 의식적인 통제를 받지 않고, 신체의 내부 환경을 안정적으로 유지하는 역할을 합니다.부교감 신경계는 신체의 에너지를 절약하고, 휴식과 회복을 돕는 역할을 합니다. 구체적으로 다음과 같은 기능을 합니다.심박수 감소혈압 감소호흡수 감소소화액 분비 증가땀 분비 감소동공 수축방광 수축따라서, 부교감 신경계가 활성화되면 신체는 이완되고, 수면을 취하기에 적합한 상태가 됩니다.칼럼에서 언급된 내용에 따르면, 노화로 인해 부교감 신경계의 활동이 감소하면, 심박수, 혈압, 호흡수 등이 증가하게 됩니다. 이는 수면을 방해하는 요인이 됩니다. 또한, 멜라토닌은 수면을 유도하는 호르몬인데, 나이가 들수록 멜라토닌의 분비가 감소하여 수면의 질이 떨어질 수 있습니다.따라서, 노화로 인한 수면 장애를 예방하기 위해서는 부교감 신경계를 활성화하는 생활습관을 유지하는 것이 중요합니다. 다음과 같은 방법들이 도움이 될 수 있습니다.규칙적인 수면과 기상충분한 수면 시간 확보낮잠 피하기카페인과 알코올 섭취 제한명상이나 요가와 같은 스트레스 해소법 실천규칙적인 운동이러한 생활습관을 통해 부교감 신경계를 활성화하고, 수면의 질을 향상시킬 수 있습니다.
화학
Q. 차세대 친환경선박인 암모니아선이 정확히 어떠한 원리의 선박인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.기존의 선박은 화석연료를 연소하여 발생한 열을 이용하여 증기를 만들어 추진력을 얻습니다. 하지만, 화석연료는 연소 과정에서 이산화탄소를 배출하여 지구 온난화를 일으키는 주범으로 지목되고 있습니다.암모니아선은 암모니아를 연료로 사용하여 추진력을 얻는 선박입니다. 암모니아는 연소 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않고 질소와 수증기만 배출하는 친환경 연료입니다. 또한, 암모니아는 공기 중에서 연소하기 쉽고, 저장과 운송이 용이하다는 장점이 있습니다.암모니아선은 크게 두 가지 방식으로 구동됩니다.암모니아 연료 엔진 방식암모니아 연료 엔진은 암모니아를 연소하여 발생한 열을 이용하여 증기를 만들어 추진력을 얻는 방식입니다. 기존의 선박에 사용되는 디젤 엔진과 유사한 방식으로 작동합니다.암모니아 연료전지 방식암모니아 연료전지는 암모니아를 분해하여 발생한 수소를 산소와 반응시켜 전기를 생산하는 방식입니다. 이 전기를 모터에 공급하여 추진력을 얻습니다.암모니아선은 아직까지 개발 초기 단계에 있지만, 친환경 선박으로의 가능성을 인정받고 있습니다. 국제해사기구(IMO)는 2050년까지 선박의 온실가스 배출량을 50% 감축하겠다는 목표를 세우고 있으며, 암모니아는 이러한 목표를 달성하기 위한 핵심적인 연료로 주목받고 있습니다.한국조선해양은 2023년 8월, 암모니아 연료 추진 선박 10척을 수주하는 계약을 체결했습니다. 이는 세계 최초의 암모니아 연료 추진 선박 발주 사례입니다. 한국조선해양은 2025년까지 암모니아 연료 추진 선박 20척을 추가로 수주하겠다는 계획을 밝힌 바 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 오로라 현상은 특정 지역에서만 나타나나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.오로라는 특정 지역에서만 나타납니다. 오로라는 태양에서 날아오는 고에너지 입자, 즉 태양풍과 지구의 자기장이 상호작용하여 발생하는 현상입니다. 태양풍은 지구의 자기장과 만나면, 자기장선을 따라 지구 대기권으로 유입됩니다. 이때, 태양풍의 입자와 대기권의 원자나 분자가 충돌하여 빛을 내는 것입니다.오로라가 발생하기 위해서는 지구의 자기장과 태양풍이 상호작용할 수 있는 조건이 필요합니다. 따라서, 오로라는 일반적으로 지구의 자기장이 강한 지역, 즉 북극권과 남극권에서 주로 나타납니다.구체적으로, 오로라가 가장 자주 보이는 지역은 북위 65~70도, 남위 65~70도 사이의 지역입니다. 이 지역을 오로라대라고 합니다. 오로라대에서는 오로라가 연중 관측될 수 있습니다.오로라대보다 고위도(극관지역)나 저위도에서의 출현빈도는 감소합니다. 고위도에서는 오로라가 더 자주 나타나지만, 빛의 강도가 약합니다. 저위도에서는 오로라가 더 드물게 나타나지만, 빛의 강도가 강할 수 있습니다.따라서, 오로라를 관측하기 위해서는 북극권이나 남극권을 방문하는 것이 좋습니다.
전기·전자
Q. 물에서 전류가 자르는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.물은 전기의 좋은 도체입니다. 이는 물 분자 사이에 존재하는 수소 이온과 OH- 이온이 전자를 전달할 수 있기 때문입니다. 따라서, 전기가 흐르는 전선이 물에 닿으면, 물 분자 사이를 통해 전류가 흐르게 됩니다.비가 오는 날 야외 무대에서 감전 사고가 많이 일어나는 이유는 다음과 같습니다.전선이 노출되어 있을 수 있습니다. 야외 무대는 주로 콘크리트나 목재로 만들어지기 때문에, 전선이 노출되어 있을 가능성이 높습니다. 비가 오면, 전선이 물에 닿아 감전 사고가 발생할 수 있습니다.전기 장비가 젖을 수 있습니다. 야외 무대에는 조명, 음향 장비 등 다양한 전기 장비가 설치되어 있습니다. 비가 오면, 이 전기 장비가 젖을 수 있습니다. 젖은 전기 장비는 전기가 잘 통하기 때문에, 감전 사고가 발생할 수 있습니다.비가 오는 날 야외 무대에서 감전 사고를 예방하기 위해서는 다음과 같은 사항을 유의해야 합니다.전선이 노출되어 있지 않도록 주의합니다.전기 장비가 젖지 않도록 주의합니다.전기 장비를 사용할 때는 반드시 전원을 끄고, 젖은 손으로 만지지 않습니다.또한, 야외 무대에서 전기 장비를 사용할 때는 반드시 전문가의 도움을 받는 것이 좋습니다.
물리
Q. 체중계의원리를알고싶어요?어떻게서 무게를측정할수있는지궁금해요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.체중계는 크게 지렛대 원리와 전기저항 원리 두 가지로 나눌 수 있습니다.지렛대 원리를 이용한 체중계는, 발판에 올라선 사람의 무게가 지렛대를 통해 균형을 이루는 원리로 작동합니다. 지렛대의 한쪽에는 사람의 무게가, 다른 쪽에는 추의 무게가 실리게 됩니다. 사람의 무게가 추의 무게보다 크면, 지렛대는 사람의 무게 쪽으로 기울어지게 됩니다. 이때, 지렛대의 기울기 정도에 따라 사람의 무게를 측정할 수 있습니다.전기저항 원리를 이용한 체중계는, 발판에 올라선 사람의 무게에 따라 전기저항이 변화하는 원리로 작동합니다. 발판에 올라서면, 발판에 있는 스트레인 게이지가 전기저항이 변하는 것을 감지합니다. 이 전기저항의 변화량을 측정하여 사람의 무게를 계산할 수 있습니다.오늘날에는 대부분의 체중계가 전기저항 원리를 이용한 체중계입니다. 전기저항 원리 체중계는 지렛대 원리 체중계보다 측정값이 정확하고, 무게의 변화를 실시간으로 확인할 수 있다는 장점이 있습니다.다이어트를 위해 체중계를 사용하는 경우, 다음과 같은 사항을 유의하는 것이 좋습니다.매일 같은 시간에, 같은 조건에서 측정합니다.발판 위에 양발을 평평하게 올려놓습니다.측정 중에는 움직이지 않습니다.이러한 사항을 유의하여 측정하면 보다 정확한 체중을 측정할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 평소궁금한건데 스마트워치기능중 혈압측정 심장박동측정 이런게정확한건지궁금해요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.스마트워치의 혈압측정과 심장박동측정 기능은 일반적으로 정확도가 높은 편입니다. 하지만, 스마트워치의 센서 기술과 측정 방식에 따라 정확도에 차이가 있을 수 있습니다.혈압 측정스마트워치의 혈압 측정은 크게 두 가지 방식으로 이루어집니다.맥파 측정 방식: 맥박을 감지하여 혈압을 측정하는 방식입니다.광학 측정 방식: 손목에 빛을 비추어 혈관의 움직임을 감지하여 혈압을 측정하는 방식입니다.맥파 측정 방식은 일반적으로 광학 측정 방식보다 정확도가 높은 것으로 알려져 있습니다. 하지만, 맥파 측정 방식은 손목에 착용한 압력에 따라 측정 결과가 달라질 수 있다는 단점이 있습니다.심장박동 측정스마트워치의 심장박동 측정은 일반적으로 정확도가 높은 편입니다. 심장박동은 맥파를 감지하여 측정하는 방식으로 이루어지며, 맥파 측정 방식은 혈압 측정보다 측정 결과의 영향을 받는 요인이 적기 때문입니다.스마트워치의 혈압 측정과 심장박동 측정 기능을 보다 정확하게 사용하기 위해서는 다음과 같은 사항을 유의해야 합니다.측정 전에 손을 따뜻하게 해주세요.측정 중에는 움직이지 마세요.측정 후에는 5분 정도 기다렸다가 다시 측정하세요.또한, 스마트워치의 혈압 측정 기능은 의료용으로 사용하기에는 정확도가 부족할 수 있으므로, 의료적 판단을 위해서는 전문 의료 기기를 사용하는 것이 좋습니다.
토목공학
Q. 우산은 왜 끝이 뾰족하게 만드나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.우산 끝이 뾰족한 이유는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫 번째는 구조적인 안정성을 위한 것입니다. 우산은 뼈대와 천으로 이루어져 있습니다. 뼈대는 우산의 모양을 유지하고, 천은 빗물을 막아주는 역할을 합니다. 우산 끝이 뾰족하면 뼈대가 더 안정적으로 고정될 수 있습니다.두 번째는 비나 눈을 튕겨내기 위한 것입니다. 우산 끝이 뾰족하면 비나 눈이 우산에 부딪쳤을 때 더 멀리 튕겨나가게 됩니다. 이렇게 하면 우산 안으로 비나 눈이 들어오는 것을 방지할 수 있습니다.우산 끝이 뾰족하게 된 것은 우산이 처음 발명된 고대 중국 때부터 시작된 것으로 알려져 있습니다. 당시 우산은 뼈대와 천으로 이루어진 단순한 형태였지만, 우산 끝을 뾰족하게 함으로써 구조적인 안정성과 비나 눈을 튕겨내는 기능을 향상시켰습니다.오늘날에도 우산 끝이 뾰족한 형태는 여전히 일반적입니다. 물론, 최근에는 우산 디자인의 다양화로 인해 우산 끝이 둥근 형태의 우산도 출시되고 있습니다. 하지만, 구조적인 안정성과 비나 눈을 튕겨내는 기능을 고려할 때, 우산 끝이 뾰족한 형태가 여전히 우산의 기본적인 형태로 자리 잡고 있다고 할 수 있습니다.
토목공학
Q. 평소궁금한건데 수면부족이랑 체증증가랑 상관관계가있을까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.수면 부족과 체중 증가 사이에는 상관관계가 있습니다. 여러 연구에서 수면 부족이 체중 증가, 비만, 복부 비만의 위험을 증가시킬 수 있음을 보여주었습니다.수면 부족이 체중 증가에 영향을 미치는 몇 가지 기전은 다음과 같습니다.식욕 조절에 영향을 미칩니다. 수면 부족은 식욕을 조절하는 호르몬인 렙틴과 그렐린의 균형을 변화시킵니다. 렙틴은 포만감을 느끼게 하는 호르몬이고, 그렐린은 배고픔을 느끼게 하는 호르몬입니다. 수면 부족은 렙틴의 수치를 감소시키고 그렐린의 수치를 증가시켜, 더 많은 음식을 먹게 만들 수 있습니다.신진대사를 저하시킵니다. 수면 부족은 신체의 에너지 대사를 저하시켜, 더 많은 칼로리를 저장하게 만들 수 있습니다.운동량을 감소시킵니다. 수면 부족은 피로와 집중력 저하를 유발하여, 운동량을 감소시킬 수 있습니다.수면 부족과 체중 증가에 대한 연구 결과는 다음과 같습니다.2018년 연구에 따르면, 수면 시간이 5시간 미만인 사람은 수면 시간이 7~8시간인 사람에 비해 체질량 지수(BMI)가 높을 가능성이 더 높았습니다.