안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
화학
Q. 우리나라의 핵융합 발전 기술의 수준은 전세계에서 어떤 위치를 차지하고 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.핵융합 기술은 무한에 가까운 에너지원을 제공할 수 있는 잠재력으로 주목받고 있습니다 한국은 이 분야에서 상당한 진전을 이룩했으며 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트 같은 국제적인 협력에도 적극 참여하고 있습니다 특히 한국은 KSTAR 프로젝트로 알려진 초전도 핵융합 실험장치의 운용을 통해 의미 있는 연구 결과를 얻어내고 있습니다 이는 국내에서 개발된 기술력을 바탕으로 한국의 자립도를 높이고 국제사회에서의 입지를 강화하는 데 기여하고 있습니다 그러나 핵융합 기술이 상용화 단계에 이르게 하려면 아직 많은 과제가 남아 있습니다 핵융합은 아직 초기 연구 단계로 볼 수 있는데 이는 실용적인 에너지 생산을 위한 핵융합반응이 자립적으로 유지되어야 함을 의미합니다 또한 핵융합으로 인한 에너지 생산이 경제적으로 타당하며 환경에도 부담이 적어야 한다는 점에서도 추가적인 연구개발이 필요합니다 한국이 이러한 과제를 극복하고 핵융합 기술을 지속적으로 발전시켜 나간다면 글로벌 리더십을 발휘할 가능성이 매우 높습니다 단계적 진보와 지속적인 투자 그리고 국제적인 협력이 그 열쇠가 될 것입니다 답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 산화 반응은 어떤 형태로 이뤄지는 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.산화 반응은 물질이 산소와 결합하여 산화물을 형성하는 화학 반응입니다이 반응은 전자를 잃는 과정이며 산화제라고 불리는 또 다른 물질이 전자를 받아들입니다산화 반응이 일어나기 위해서는 산화제가 필요하지만 산소 이외에도 다른 원소나 물질이 산화제 역할을 할 수 있습니다따라서 산소가 없는 환경에서도 다른 산화제를 통한 산화 반응이 가능합니다예를 들어 염소 수소 등 다른 비금속 또한 산화제로 작용할 수 있습니다산화 반응의 조건은 반응물 잠재적 산화제의 존재 전자 수용 능력 반응의 에너지 장벽 등이 포함됩니다산화 반응이 일어나려면 반응이 자발적으로 일어날 수 있는 에너지 조건이 만족되어야 합니다이는 물질의 화학적 특성과 주변 환경에 따라 다를 수 있습니다온도 압력 촉매의 존재는 모두 반응 속도나 가능성을 변화시킬 수 있습니다즉 공기가 없는 곳에서도 산화 반응은 발생할 수 있으며 다른 산화제의 존재가 필요합니다이를테면 화학 실험실에서는 특정한 화학 물질을 산화제로 사용하여 산화 반응을 일으키기도 합니다결국 산화 반응은 산소의 존재 유무와 관계없이 다양한 조건하에서 일어날 수 있는 반응입니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
전기·전자
Q. 양성자와 전자가 합쳐진다면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.빛의 속도는 우주의 기본속도상수입니다이것은 아인슈타인이 상대성 이론에서 제시한 내용이죠이 이론에 따르면 빛의 속도인초당 300000킬로미터는 관찰자의 운동상태에 상관없이 일정합니다우리가 아무리 빠르게 움직이더라도 빛보다는무조건 느리게 움직일 수 밖에 없습니다따라서 초속 100이든 1000이든 빛의 속도는 여전히 초당 300000킬로미터로 측정됩니다시간의 흐름은 속도와 중력에 따라 영향을 받아 느려질 수 있으며이런 현상을 시간지연 또는 시간지체라고 합니다빛의 속도에 가까울수록 시간의 흐름은눈에 띄게 느려지게 됩니다만약 누군가가 초속 300000킬로미터로 움직일 수 있다면실제로 물리적 계산에 따르면 그런 속도에서는 막대한 에너지가필요하고 물리적 몸은 견디기 어렵습니다그러나 가정을 한다면 그 속도에서 움직이는 사람에게는바깥 세계의 시간이 굉장히 빨리 흘러가는 것처럼 보일 것입니다하지만 이것은 현재 과학 기술로는 실현할 수 없는 이론적인 가정일 뿐입니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 세균을 배양하기위해 한천배지를 만들때 투명할 때까지 팔팔 끓여야하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.한천배지를 만들 때는 한천 파우더를 물에 넣고천천히 가열하면서 균일하게 녹여야 합니다팔팔 끓이는 것은 분말이 완전히 녹아서배지가 투명해질 때까지 해야 하는 단계입니다뜨거운 물에 넣고 녹이는 것만으로는 일반적으로한천이 제대로 녹지 않을 수 있습니다끓이는 과정에서 한천이 물에 완전히 녹아 들어가고멸균 과정을 거쳐야만 배지가안정적으로 세균 배양에 사용될 수 있습니다세균 배양에 사용되는 한천배지는온도가 식으면서 굳어지는 특성을 가지고 있어액체 상태에서 세균을 접종한 후 식혀서고체 상태로 만든 다음 사용합니다이렇게 준비한 한천배지는 실험실 조건에서세균을 배양하는 데 적합한 환경을 제공합니다가정에서 이 과정을 진행할 때는 위생과 안전에각별히 주의해야 합니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 태양 에도 쓰나미가 일어날 수 있는지 궁금합니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.네, 맞습니다. 태양에서도 '쓰나미'와 유사한 현상이 관측됩니다. 물론 지구에서 발생하는 쓰나미와는 다르게 태양 쓰나미는 태양 표면의 플라즈마(고온의 가스 상태)에서 일어나는 것입니다.태양 쓰나미는 'Moreton wave'라고도 불리며, 태양 플레어 또는 다른 폭발적인 활동이 발생했을 때 나타납니다. 이러한 현상은 태양 표면에서 발생하는 강력한 충격파로 인해 생기며, 이 충격파가 태양의 플라즈마를 통해 전파되면서 태양의 크로모스피어(태양 대기의 한 층)에서 물결 모양의 움직임이 관측되기도 합니다.태양 쓰나미는 태양 대기를 연구하는 데 중요한 현상 중 하나로, 태양 활동의 규모와 에너지를 측정하는 데 도움을 줍니다. 이러한 태양 표면의 움직임은 태양 관측 위성이나 대형 태양 망원경으로 관측할 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 전기 배터리에는 양극재와 음극재가 있다고 합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.전기 배터리에서의 양극재(cathode material)와 음극재(anode material)는 둘 다 전지의 전기화학적 반응에 중요한 역할을 합니다.양극재는 배터리가 방전될 때 산화반응을 일으키는 위치입니다. 이 반응에서 양전자(positive ions)가 양극재 속으로 이동하며 이 과정에서 전자가 외부 회로를 통해 전기를 생성합니다. 주로 리튬 배터리에 사용되는 양극재로는 리튬 코발트 옥사이드(LiCoO2), 리튬 망간 옥사이드(LiMn2O4), 리튬 철 인산염(LiFePO4) 등이 있습니다.배터리가 충전될 때는 이러한 반응이 역전되어 양전자가 양극재에서 빠져나와 음극재로 이동합니다.음극재는 배터리가 방전될 때 환원반응이 일어나는 위치로, 전자가 양극에서 흘러들어와 양전자와 결합합니다. 이렇게 해서 음극재는 전자를 받아들임으로써 배터리에서 전기가 흐를 수 있는 길을 마련하는 중요한 역할을 합니다. 일반적인 리튬 이온 배터리의 음극재로는 흑연이나 실리콘이 사용됩니다.요약하자면, 양극재는 배터리의 방전 중에 전자를 방출하고 충전 중에는 전자를 받아들이는 반면, 음극재는 방전 중에 전자를 받아들이고 충전 중에는 전자를 방출합니다. 이 두 전극 사이의 과도한 전자의 이동이 외부 회로를 통한 전기의 흐름을 생성하며, 이것이 배터리가 전기 에너지를 저장하고 제공하는 기본적인 원리입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 왜 상한 우유는 물이랑 섞이고 안상한건 물에 가라앉는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.상한 우유를 냉수에 몇 방울 떨어뜨려 보는 방법은 우유가 변질되었는지를 빠르게 확인하는 데 도움을 주기 위한 간단한 실험입니다 우유가 상하면 박테리아의 활동으로 인해 유산이 생기며 이는 우유의 pH를 낮추고 우유 속의 케이신 단백질이 응집되게 만듭니다 이 응집된 입자들은 물에 녹지 않고 침전하여 물에 뜨기보다는 가라앉는 경향을 보입니다 반면에 상하지 않은 우유는 pH가 안정적이고 케이신 단백질이 응집되지 않아 섞일 때 물에 잘 퍼져서 섞이기 때문에 가라앉지 않고 물과 혼합되는 현상을 보입니다 이러한 차이를 통해 우유가 신선한지 아니면 상했는지를 간단하게 판단할 수 있습니다 답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 감자와 사과를 같이 보관하면 싹이 안나는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.사과를 감자와 함께 보관하는 방식은 실제로 감자의싹트는 것을 지연시킬 수 있습니다이는 사과가 에틸렌 가스를 방출하기 때문인데에틸렌은 식물 성숙을 촉진하는 자연 발생 호르몬입니다보통 에틸렌 가스는 과일의 숙성을 가속화하지만감자의 경우 에틸렌 노출이 부정적 신호로 작용하여싹의 성장을 억제할 수 있습니다큰 양의 에틸렌에 노출되면 감자는 스트레스를 받고자체 내부 신호를 통해 싹이 나는 것을 막으려고노력하기 시작합니다그러나 에틸렌의 영향은 감자의 품종 저장 조건과사과의 성숙도에 따라 다를 수 있으며 항상 일관된효과를 보장하지는 않습니다또한 에틸렌은 과일의 숙성과 연관이 있으므로과도한 에틸렌이 오히려 다른 저장된 과일이나채소에 노화를 촉진시키는 부작용을 초래할 수있습니다따라서 이 방식을 사용할 때는 다른 저장된 식품이에틸렌에 영향을 받지 않게 주의해야 합니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을부탁드립니다
생물·생명
Q. 소셜 브레인 샤회적 뇌에 관련 뇌과학, 과학, 심리 관련 분야의 책들을 추천 부탁드려요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.사회적 뇌 혹은 소셜 브레인에 대한 연구는 심리학, 뇌과학, 사회신경과학에서 매우 중요한 주제입니다. 여기 몇 가지 추천할 만한 책들이 있습니다:- "Social: Why Our Brains Are Wired to Connect" by John T. Cacioppo and William Patrick - 이 책은 우리가 어떻게 사회적 존재로 진화했는지와 이것이 뇌 기능에 어떤 영향을 미치는지를 탐색합니다.- "The Social Brain: Discovering the Networks of the Mind" by Michael S. Gazzaniga - 인간의 뇌가 어떻게 사회적 상호작용을 다루고 사회적 의사소통이 어떻게 뇌에 의해 처리되는지를 다룹니다.- "The Social Neuroscience of Empathy" edited by Jean Decety and William Ickes - 이 책은 공감의 신경과학적 기초를 다루며 타인의 감정을 이해하고 공유하는 능력이 어떻게 뇌에 의해 조절되는지를 설명합니다.- "Why We Cooperate" by Michael Tomasello - 이 책은 인간의 협력적 본성과 이것이 어떻게 사회적 상황에서 발현되는지를 탐구합니다.- "The Righteous Mind: Why Good People Are Divided by Politics and Religion" by Jonathan Haidt - 이 책은 정치와 종교가 사회적 생각과 감정에 어떻게 영향을 미치는지를 심리학적 관점에서 설명합니다.이 분야에 대해서는 계속해서 새롭고 흥미로운 연구가 발표되고 있으므로 최신 연구에 대한 정보를 얻기 위해 정기적으로 학술 저널을 확인하는 것도 좋은 방법입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
기계공학
Q. 육방정 밀러지수 도저히 못구하겠습니다..
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.밀러-브라베 지수(Miller-Bravais Index)는 결정학에서 육방 결정계(hexagonal crystal system)의 면을 나타내기 위해 사용합니다. 이 시스템에서 평면의 지수는 네 개의 숫자 (hklm)으로 표현됩니다. 이 숫자들은 특정 평면과 결정 축 사이의 교차점을 나타내는 역수입니다.네 번째 인덱스 'm'은 일반적인 밀러 지수에서는 사용되지 않지만, 육방 결정계에서는 c축에 대응하여 추가되며, 밀러-브라베 지수에서는 규칙 h + k = -m을 만족합니다.면지수를 구하는 방법은 다음과 같습니다:1. 결정에 대한 세 평면 축 a1, a2, 및 c(육방 결정계의 c축에 해당)를 식별합니다. 육방 결정계에서는 a1 및 a2축이 120도로 서로 교차합니다.2. 구하려는 평면이 각 축과 교차하는 지점을 찾습니다. 만약 평면이 축을 따라 무한히 확장된다면, 그 교차점은 '무한대'로 표시됩니다.3. 각 교차점의 역수를 구하되, 무한대에 대한 역수는 0으로 표시합니다.4. 이 역수값을 나타내는 숫자들의 최소공배수를 찾아 숫자를 정수로 만듭니다.5. 이렇게 얻어진 네 개의 정수를 밀러-브라베 지수로 기록하되, h + k = -m의 관계를 유지해야 합니다.예를 들어, 평면이 a1축과 1단위 거리에서, a2축과 2단위 거리에서 그리고 c축과 무한대(즉, 평면과 축이 만나지 않음)에서 교차한다고 가정해보겠습니다. 역수를 취하면 이는 (1, 1/2, 0)이 됩니다. 최소공배수를 적용하여 정수로 만들면 (2, 1, 0)이 됩니다. 'm' 값은 h와 k 값을 사용하여 계산할 수 있고, 위의 규칙에 따라 m = -(h+k)로 계산하면, m = -3이 됩니다.따라서 이 평면의 밀러-브라베 지수는 (2 1 0 -3)이 됩니다.답변이 마음에 드신다면좋아요와 추천을 부탁드립니다