안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 상온 초전도체가 왜 만들기 어려운 이유가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 전자쌍(쿠퍼페어)을 만듦으로써 저항이 0이되는 효과를 볼 수 있습니다.기존에 이러한 전자쌍은 극저온이나 고온에서만 나타났습니다. 하지만 이번 상온 초전도체는 상온에 유사한 온도에서 전자쌍이 만들어지며 초전도현상을 보여 화제가 되고 있죠. 기존에 구현하지 못한 일을 구현했기 때문에 어려운일을 해낸 것입니다.
화학
Q. 상온초전도체가 정확히 뭐에요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 되는 특징이 있죠.즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다리고 지켜봐야할듯 하네요.과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다.만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 전기세가 대폭 감소할 수 있죠. 또한, 전기적 흐름에서 생기는 발열을 없앨 수 있습니다. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 연구중에 있죠.
화학공학
Q. 액체형 핫팩 내부에 있는 액체는 무슨 성분인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.똑딱하는 액상 핫팩에는 아세트산나트륨 과포화 용액이 들어있습니다. 이 액체형 핫팩에는 아세트산나트륨이 너무 많이 녹아 있어 불안정한 상태이고 작은 충격에도 쉽게 과포화 상태가 깨지게 됩니다. 그래서 똑딱 해주게 되면 과포화 상태가 깨져 이 용액에 굳어지며 고체가 됩니다. 대부분의 물질은 액체 상태에서 고체 상태가 될 때 열을 방출합니다. 그래서 액상 핫팩은 고체가 되며 열을 내뿜어 따뜻하게 되는것이죠.흔드는 가루 핫팩은 철가루로 제작을 합니다. 철가루는 산소와 반응을 잘하며 철가루가 산소와 반응하는 산화반응이 일어날 때 열이 발생하죠. 철의 산화반응을 이용해 핫팩을 따뜻하게 만들 수 있습니다.
토목공학
Q. 아파트지을때 철근의 효과와 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.철근은 뼈대와 같은 것입니다. 사람의 경우도 뼈가 있기 때문에 서있을 수 있고 힘을 가하거나 외부힘에 대해 버틸 수 있는 것이죠. 이처럼 구조물의 철근은 버팀목이 되게 해줍니다. 또한 외부 충격에 대해서 진동을 유발하여 탄력적으로 버틸 수 있습니다. 단순히 콘크리트의 경우에는 외부진동에 깨질 수 있지만, 철근은 외부 진동에 대해 함께 진동할 수 있는 탄력이 있기 때문에 지진과 충격에 대해 잘 견딜 수 있는 역할을 해주죠.
화학
Q. 초전도체와 석유의 대결?이라고 할까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.석유의 가치도 크지만, 상온 초전도체의 가치도 굉장히 큽니다.전기저항을 거의 0으로 만들 수 있으며, 발열을 없애고 전기 효율을 극대화 시킬 수 있기 때문에 혁명적이라고 볼 수 있습니다. 또한, 자기부상열차와 같은 기술이 급격히 발전할 수 있죠. 거의 전기의 발견급으로 높은 가치가 있다고 생각합니다.
물리
Q. 시속100키로로 차가 달리는데 달리는 방향 뒤로 100키로로 공을 던지면 공은 어떻게 되나?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.차량을 탑승하고 있는 사람이 공을 봤을 때, 공은 뒤로 시속 100km로 날아갑니다.하지만 차량을 탑승하지 않고 땅에서 볼 때에는 공은 제자리에 위치하게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. LK99 는 정말 초전도체의 혁명이 될 수 있는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.현재로썬 상온 초전도체가 사실인지 거짓인지 단정짓기가 어렵습니다. 이를 검증하기위해 초전도체 물질을 연구하시는 많은 분들이 달려들어 검증하고 있습니다. 검증의 기간은 1년 전후로 잡고 있으며, 검증이 끝나고 가능성이 있는지 없는지에 대한 결론이 나올 듯 합니다.
전기·전자
Q. 자석을 전류 테스트기에 붙여 사용해도 되나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.전류 테스트기는 전자기기로 자석을 붙일 경우 측정이 잘 안될 수 있습니다. 자석의 자기장은 전류의 흐름에 영향을 미치며, 기기의 고장으로 이어질 수도 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양으로 갈수있다면 얼마나 걸릴까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태양까지의 거리는 1억 5천만 km정도이며 이는 1AU로 정의합니다.빛의 속력으로 간다면 8분이 걸립니다.시속 100km/h로 가면 171년 걸립니다. 시속 200km/h로 가면 86년 걸립니다.
지구과학·천문우주
Q. 만약 지구의 자전이 반대로 돈다면?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.지구의 자전방향이 갑자기 바뀔일은 없지만, 만약 지구의 자전방향이 바뀐다면 해와 달이 서쪽에 뜰것입니다. 또한 자전 방향이 바뀔 때 관성에 의해 쏠림 힘을 받을 수 있습니다. 마치 그릇에 코코볼을 담아 회전시키다가 멈추게 되면 코코볼은 여전히 돌아가는거처럼요. 그리고 지구의 자기장의 변화가 있을 수 있습니다. 자기장은 지구의 내핵과 외핵의 자전에 의해 형성되는데, 자전 방향이 반대가 되면서 자기장의 방향이 바뀔 수 있죠. 그리고 바뀌는 순간 자기장이 사라지는 순간도 있습니다. 이 때에는 외부 우주선, 태양풍을 막아주지 못해 방사선의 노출이 있을 수 있습니다.