안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
전기·전자
Q. 빛으로 유전자가위를 작동하는게 가능한가요? 위험성은 어떤게 있는지 궁금해요.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.국내 연구진은 CRISPR-Cas9 유전자 가위 기술에빛 조절 기능을 접목하여RNA 유전자 가위의 작동을 정밀하게 조절하는 기술을 개발했습니다.이 기술은 특정 파장의 빛을 이용하여 원하는 위치에서만 유전자 가위를 작동시킬 수 있습니다.빛에 반응하여 구조 변화를 일으키는 단백질을RNA 유전자 가위에 결합시킵니다.빛을 조사하면 빛 민감 단백질이 변형되어 유전자가위의 활성을 조절합니다.빛의 파장 강도 조사 시간 등을 조절하여 유전자가위 작동을 원하는 위치와 시점에 정밀하게 제어할 수 있습니다.기존 CRISPR-Cas9: 유전자 가위 작동을 조절하기어렵고 오프타겟 효과가 발생할 수 있습니다.더욱 정밀하고 안전하게 유전자 편집을 가능하게 합니다.빛 조절 기능을 통해 원하는 위치에서만 유전자가위를 작동시켜 오프타겟 효과를 줄일 수 있습니다.암 치료 유전 질환 치료 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높습니다.빛이 조직 내부에 깊숙히 투과하지 못하는 경우 효과가 제한될 수 있습니다.빛 조절 시스템의 효율성을 높여야 합니다.빛 조절 유전자 가위의 장기적인 안전성을 검증해야 합니다.유전자 편집 기술의 윤리적 문제에 대한 논의가 필요합니다.빛 조절 유전자 가위 기술은 유전자 편집 분야의 혁신을 이끌 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.지속적인 연구를 통해 문제점을 해결하고안전성을 검증한다면 암 치료유전 질환 치료 농업 환경 등 다양한 분야에 획기적인 변화를가져올 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 우리는 호흡을 하면서 질소도 마시고 있는 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지구 대기는 질소(78%) 산소(21%) 아르곤(0.9%)기타 미량의 가스로 구성되어 있습니다.우리는 호흡을 통해 이 공기를 흡입하고 몸에 필요한 산소를 얻습니다.우리 몸은 특별한 메커니즘을 통해 공기 중의 산소만 선택적으로 흡수합니다.폐는 얇은 막으로 이루어져 있으며 산소는 이 막을 쉽게 통과하여 혈류로 들어갈 수 있습니다.적혈구에 있는 헤모글로빈은 산소와 결합하여혈액을 통해 전신으로 운반합니다.질소는 폐막을 통과하기 어렵고 헤모글로빈과 결합하지 않아 혈액으로 들어가지 않습니다.혈액에서 이산화탄소가 제거되고 질소는 폐를 통해 다시 방출됩니다.질소는 우리 몸에 직접적인 영향을 끼치지는 않지만호흡 과정에서 중요한 역할을 합니다.질소는 폐를 팽창시켜 폐포를 펴고산소 교환을 위한 공간을 확보합니다.질소는 폐와 혈액 내의 압력을 조절하여 호흡 과정을 안정적으로 유지합니다.질소는 흡입된 공기의 대부분을 차지하여 산소의 독성을희석하고 안전하게 호흡할 수 있도록 합니다.심해 잠수부는 질소 마취를 방지하기 위해특수 가스 혼합물을 사용합니다.우주선 내부는 질소 대신 질소와 산소의 비율을조절하여 인간이 호흡할 수 있도록 환경을 조성합니다.우리는 특별한 메커니즘을 통해 공기 중의 산소만 선택적으로 흡수합니다. 질소는 직접적인 영향을 끼치지는 않지만호흡 과정에서 중요한 역할을 수행합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 최초의 컴퓨터 바이러스는 무엇이였나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.컴퓨터 기술 발전과 함께 나타난 어두운 그림자 바로 컴퓨터 바이러스입니다.1980년대 초반부터 컴퓨터 바이러스는 사용자들에게 두려움과 불편을 안겨주었습니다.1971년 BBN 연구소의 밥 토머스가 개발한 크리퍼는최초의 컴퓨터 바이러스로 여겨집니다.크리퍼는 DEC PDP-10 컴퓨터 네트워크에서 자기 복제 기능을 통해 다른 컴퓨터로 전파되었습니다.크리퍼는 악성 코드는 아니었지만 시스템 자원을점유하고 네트워크 속도를 저하시키는 문제를 일으켰습니다.1986년 파키스탄의 바스이트 알비 형제가 개발한 브레인은 최초의 악성 컴퓨터 바이러스로 알려져 있습니다.브레인은 부트 섹터를 감염시키는 바이러스로MS-DOS 운영 체제를 사용하는 컴퓨터를 공격했습니다.감염된 컴퓨터는 시스템 부팅 과정에서 바이러스가 실행되어 데이터 손실 및 시스템 손상을 일으켰습니다.초기 바이러스는 크리퍼와 브레인처럼 단순한 자기 복제 또는 데이터 손상 기능을 가지고 있었습니다.그러나 시간이 지남에 따라 암호화폐 채굴 개인정보 도난 시스템 암호화 등 다양한 악성 기능을 가진 바이러스가 등장했습니다.최근에는 인공지능 기술을 활용하여 탐지 및제거가 어려운 고도화된 바이러스도 개발되고 있습니다.컴퓨터 바이러스로부터 시스템을 보호하기 위해서는백신 프로그램 방화벽 정기적인 업데이트 등의 보안이 필수적입니다.또한 사용자의 안전 의식을 높이고 의심스러운 파일이나 링크를 실행하지 않도록 주의해야 합니다.컴퓨터 바이러스는 컴퓨터 기술 발전과 함께등장한 어두운 그림자입니다.최초의 바이러스는 크리퍼와 브레인으로 초기에는 단순한 기능을 가지고 있었지만 시간이 지남에 따라 악성 기능이 강화되고 다양화되었습니다. 컴퓨터 바이러스로부터 시스템을 보호하기 위해서는 백신 프로그램 방화벽 정기적인 업데이트 등의 보안과 함께 사용자의 안전 의식이 중요합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 상대적으로 리스본이 왜 대지진등이 자주 나는 배경이 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.리스본은 유라시아 판과 아프리카 판의 경계에위치하여 지진 활동이 활발한 지역입니다.과거에도 여러 차례 대규모 지진을 겪었으며 특히1755년 발생한 리스본 대지진은 도시를 크게 파괴하고 많은 인명 피해를 발생시켰습니다.최근에도 1969년과 2009년에 상대적으로 규모가작지만 피해를 주는 지진이 발생했습니다.리스본 지역은 유라시아 판과 아프리카 판이 서로 밀착하고 충돌하는 지점에 위치합니다.이러한 판 구조적 활동으로 인해 지각 변형과 응력이발생하며 이는 지진 발생의 주요 원인이 됩니다.특히 리스본 인근에는 아조레스-지브롤터 단층이라는활성 단층이 존재하며 이 단층의 활동은 리스본 지역에 큰 지진 위험을 초래합니다.1755년 11월 1일 리스본을 강타한 대지진은 유럽 역사상 가장 파괴적인 지진 중 하나로 기록됩니다.규모 8.5~9.0으로 추정되는 이 지진은 리스본도시를 거의 완전히 파괴하고 약 9만 명의인명 피해를 발생시켰습니다.지진 이후 발생한 쓰나미와 화재는 피해를더욱 확대시켰습니다.리스본 대지진은 리스본뿐만 아니라 유럽전역에 큰 영향을 미쳤습니다.지진 이후 과학 철학 종교 등 다양한 분야에서 변화와 발전을 촉진했습니다.특히 지진 재해에 대한 대비와 복구 노력은 현대적인 재난 관리 시스템의 발전에 중요한 역할을 했습니다.리스본은 여전히 높은 지진 위험에노출되어 있습니다.과거 지진의 경험과 현대적인 과학기술을 활용하여 지진 재해에 대비하는 것이 중요합니다.건축물의 내진 설계 지진 예측 및 경보시스템 구축 주민 대피 교육 등 다양한노력을 통해 지진 피해를 최소화해야 합니다.리스본은 지진 활동이 활발한 지역에 위치하여 과거에도 여러 차례 대규모 지진을 겪었습니다. 1755년 리스본 대지진은 도시를 크게 파괴하고 많은 인명 피해를 발생시켰지만 이후지진 재해에 대한 대비와복구 노력은 현대적인 재난 관리 시스템의 발전에 중요한 역할을 했습니다. 리스본은 지속적인 지진 위험에 대비하여 건축물의 내진 설계 지진 예측 및 경보 시스템구축 주민 대피 교육 등 다양한 노력을 통해 지진 피해를 최소화해야 합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학공학
Q. 음료수 캔을 딸때 거기 있는 구멍은 왜 있는건가요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.음료수 캔의 윗면에 있는 구멍은 여러가지 기능을 수행하는 중요한 요소입니다. 과학적 이유와 실용적 기능을 모두 고려하여설계되었으며 단순히 빨대를 고정하기 위한용도로만 사용되는 것이 아닙니다.캔을 열 때 발생하는 압력을 조절하여 캔이 폭발하거나 변형되는 것을 방지합니다.캔을 마실 때 공기가 캔 안으로 들어오는것을 허용하여 액체가 원활하게 흘러나오도록 합니다.캔을 쌓을 때 미끄러지는 것을 방지하여 안정적으로 쌓을 수 있도록 합니다.빨대를 꽂아 음료를 마실 수 있도록 고정하는 역할을 합니다.캔을 열 때 손가락을 넣기 위한 공간을제공하여 개봉을 용이하게 합니다.캔 제조 과정에서 생산 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다.압력 조절 공기 유입 빨대 고정 등의 기능을 수행하기에 적절한 크기로 설계됩니다.캔을 개봉할 때 손가락을 넣기 편하고 액체가 흐르는 것을 방해하지 않는위치에 설계됩니다.캔의 구멍은 특허 받은 디자인입니다.캔의 구멍을 이용하여 다양한DIY 아이템을 만들 수 있습니다.음료수 캔의 구멍은 과학적 이유와 실용적 기능을 모두 고려하여 설계된 중요한 요소입니다.압력 조절 공기 유입 빨대 고정 개봉용이 제조 효율성 등 다양한 기능을수행하며 캔의 안전성과 편리성을 높여줍니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 유리는 어떤 성분으로 만들어지는지 궁금해요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.유리의 재료는 아래와 같아요.실리카: 유리의 주요 구성 성분이며 모래(규사)에서 추출됩니다.소다회: 유리의 녹는점을 낮추고 투명성을 높이는 역할을 합니다.석회석: 유리의 강도를 높이고 내구성을 향상시킵니다.돌로마이트: 석회석과 유사한 역할을 하며 유리의 투명성을 높입니다.첨가제: 색상 투명도 강도 등을조절하는 역할을 합니다.원료 혼합: 규사 소다회 석회석 등을 정확한 비율로 혼합합니다.용해: 높은 온도(1500℃ 이상)에서 혼합물을 녹여 유리 액체를 만듭니다.성형: 유리 액체를 원하는 형태로 만듭니다.냉각: 천천히 냉각하여 유리의 내부 응력을 제거합니다.후처리: 필요에 따라 절단 연마 코팅 등의 후처리를 합니다.고대: 삼국시대부터 유리 제작 기술이 있었던 것으로 추정됩니다.고려시대: 비취 유리 청자 유리 등 독창적인 유리 제작 기술이 발달했습니다.조선시대: 유리 제작 기술이 더욱 발전하여 다양한 유리 제품이 생산되었습니다.근대: 19세기 말 서양 유리 제작 기술이 도입되었습니다.다양한 분야에서 사용되는 고성능 유리 개발에 힘쓰고 있습니다.재활용: 유리는 재활용이 가능한 친환경 소재입니다.다양한 종류: 평판 유리 강화 유리 방탄 유리 등 다양한 종류의 유리가 있습니다.미래: 첨단 기술과 결합하여 더욱 다양한 기능을 가진 유리가 개발될 것으로 기대됩니다.우리가 일상생활에서 사용하는 유리는 모래를 주요 재료로 하여 여러가지 성분을 첨가하여 만들어집니다. 한국은 고대부터 유리 제작 기술을 가지고 있었으며 근대에는 서양 기술을 도입하여 더욱 발전했습니다. 유리는 재활용 가능한 친환경 소재이며 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 어떻게 행융합 핵분열 둘 다 에너지를 방출하는지 궁금해요.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.두 개 이상의 가벼운 원자핵이 결합하여 하나의 무거운 원자핵을 형성하면서에너지를 방출하는 과정입니다.핵분열은 하나의 무거운 원자핵이 두 개 이상의가벼운 원자핵으로 분열하면서 에너지를 방출하는 과정입니다.핵융합에서 질량 결손은 융합 과정에서 일부 질량이 에너지로 변환됩니다.아인슈타인 방정식 E=mc^2에 따르면 질량과 에너지는 서로 변환될 수 있습니다.핵분열에서는 분열 과정에서 일부 핵 결합 에너지가 에너지로 방출됩니다.핵분열 대상 원자핵은 불안정하여 분열 과정에서 에너지를 방출합니다.핵분열보다 훨씬 많은 에너지를 방출합니다. 태양 에너지가 이에 해당합니다.핵분열은 핵융합보다 적은 에너지를 방출하지만 여전히 큰 에너지원입니다. 원자력 발전이 이에 해당합니다.핵융합은 핵분열보다 훨씬 많은 에너지 방사능 폐기물 적습니다.다만, 높은 온도와 압력 필요 기술 개발 초기 단계에 해당합니다핵분열은 상대적으로 기술 개발 완성도 높아요. 핵융합보다 적은 에너지 방사능 폐기물문제가 됩니다.핵융합은 미래 에너지원으로 큰 가능성을 지니고 있어요.국제 핵융합 실험로(ITER) 등 활발한 연구 진행하고 있어요.핵분열은 현재 중요한 에너지원 안전성 향상 및폐기물 처리 기술 개발 필요합니다.핵융합과 핵분열은 모두 에너지를 방출하는 과정이지만 방출 방식 에너지 방출량 장점과 단점이 다릅니다. 핵융합은 미래 에너지원으로 큰 가능성을지니고 있지만 기술 개발이 필요하며 핵분열은현재 중요한 에너지원이지만 안전성 향상 및 폐기물 처리 기술 개발이 필요합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 전이 금속의 특성 중 하나인 d orbital splitting의 실생활 예시가 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.d 오비탈 분열: 전이 금속 화합물의 색과자기는 d 오비탈 분열로부터 발생합니다.리간드 장 효과: 리간드는 d 오비탈의 에너지 준위를 분열시키고이는 색과 자기적 특성에 영향을 미칩니다.결정장 이론: 리간드의 배치와 전하를 고려하여d 오비탈 분열을 설명하는 이론입니다.리간드 장 이론: 리간드의 전자쌍 제공 능력을 고려하여 d 오비탈 분열을 설명하는 이론입니다.CFSE: 리간드 장 효과에 의해 d 오비탈이 안정화되는 정도를 나타냅니다.옥타헤드랄 리간드: 3d 전이 금속의 경우 옥타헤드랄 리간드 장에서 CFSE는 고스핀 > 저스핀입니다.테트라헤드랄 리간드: 3d 전이 금속의 경우 테트라헤드랄리간드 장에서 CFSE는 저스핀 > 고스핀입니다.리간드 분열 에너지: 리간드의 종류에 따라 d 오비탈 분열 에너지가 다릅니다.Tanabe-Sugano 도표: CFSE를 계산하는데 사용되는 도표입니다.색소: 염료 페인트 잉크 등에 사용됩니다.촉매: 화학 반응을 촉진하는데 사용됩니다.자기 소재: 자석 기록 매체 등에 사용됩니다.의료 소재: MRI 조영제 항암제 등에 사용됩니다.목적: 전이 금속 화합물의 색과 자기 특성을 연구하고CFSE를 계산하는 실험을 설계합니다.변수:전이 금속: Fe Co Ni 등리간드: Cl- H2O NH3 등리간드의 개수: 4 6 등흡수 스펙트럼: 색깔을 측정하여 d 오비탈 분열 에너지를 계산합니다.자기 모멘트: 자기적 특성을 측정하여 CFSE를 계산합니다.Tanabe-Sugano 도표: 측정 결과를 토대로 CFSE를 계산하고Tanabe-Sugano 도표와 비교합니다.리간드 효과: 리간드의 종류와 개수가 CFSE에 미치는 영향을 분석합니다.Fe(III) 화합물의 색: Fe(III) 화합물은 리간드에 따라다양한 색을 나타냅니다.Cl- 리간드: 노란색H2O 리간드: 갈색NH3 리간드: 붉은색Co(II) 화합물의 자기: Co(II) 화합물은 리간드에 따라 자기적 특성이 달라집니다.Cl- 리간드: 고스핀H2O 리간드: 저스핀NH3 리간드: 저스핀전이 금속 화합물의 색과 자기는 d 오비탈분열로부터 발생하며 이는 리간드 장 효과에 의해 영향을 받습니다. CFSE를 계산하고 분석함으로써 전이 금속 화합물의 특성을 이해하고 다양한 분야에 응용할 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 내열온도가 용기에 넣어도 되는 물체의 온도 범위를 뜻하는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.다이소 전자레인지 용기의 내열온도가 0~120℃라고표시되어 있을 때 100℃의 끓는 물을담아도 안전한지 궁금하시군요.제품이 변형이나 손상 없이 사용할 수 있는 최고 온도를 의미합니다.내열온도 이하에서도 화학 물질이 용출될 가능성이 있습니다.다이소 전자레인지 용기는 비스페놀 A를 사용하지않는 제품이지만 다른 환경호르몬이 용출될 가능성을 완전히 배제할 수는 없습니다.끓는 물을 담는 경우 단기간 사용하는 것이 안전합니다.용기가 변형되거나 냄새가 발생하면즉시 사용을 중단해야 합니다.끓는 물을 담은 용기의 물을 마시는 것은 권장하지 않습니다.제품 설명서를 확인하여 내열온도 및 사용 방법을 숙지해야 합니다.용기의 용도에 맞게 사용해야 합니다.깨지거나 변형된 용기는 사용하지 않아야 합니다.끓는 물을 담을 경우 식품용으로 안전한 용기를 사용하는 것이 좋습니다.다이소 고객센터(1544-1330)에 문의하여 제품의안전성에 대한 정보를 확인할 수 있습니다.식품의약품안전처(www.mfds.go.kr)에서 안전한 식기 사용에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.다이소 전자레인지 용기에 끓는 물을 담는 것은단기간 사용하는 경우에는 안전할 수 있지만 장기간 사용하거나 용기가 변형되거나 냄새가 발생하면 사용을 중단해야 합니다. 끓는 물을 담은 용기의 물을 마시는 것은 권장하지 않습니다. 안전한 사용을 위해 제품 설명서를 확인하고 용도에 맞게 사용하는 것이 중요합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 열차는 어떤 원리로 하늘을 나는건가요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.자기부상 열차는 자석의 힘을 이용하여공중에 부양되고 추진되는 혁신적인 교통수단입니다. 공중을 날아다니는 듯한 모습은 과학 기술의 힘을 보여주는 상징적인존재입니다.자기부상 열차는 같은 극끼리 서로 밀어내는자기 척력을 이용하여 공중에 부양됩니다.열차 바닥에는 전자석이 설치되어 있으며선로에는 영구 자석 또는 도체가 설치되어 있습니다.전자석에 전류가 흐르면 자기장이 형성되고열차 바닥과 선로 사이에 자기 척력이 발생합니다.이 척력은 열차의 무게를 지탱할 만큼 강력하여 열차가 공중에 부양되도록 합니다.열차의 부양 높이는 전자석에 흐르는전류의 양을 조절하여 제어됩니다.센서는 열차와 선로 사이의 거리를 측정합니다.제어 시스템은 센서 데이터를기반으로 전자석에 흐르는 전류를 조절합니다.이러한 피드백 루프를 통해 열차는 일정한높이에서 안정적으로 부양됩니다.자기부상 열차는 전자기력을 이용하여 추진됩니다.선로에는 추진 코일이 설치되어 있으며 열차에는 전자석이 설치되어 있습니다.열차에 전류가 흐르면 전자석이 자기장을 형성하고 선로의 추진 코일과 상호 작용하여전자기력이 발생합니다.이 전자기력은 열차를 앞으로 밀어내는 추진력이 됩니다.기존 열차에 비해 소음이 매우 적습니다.마찰이 거의 없어 에너지 효율이 높습니다.높은 속도로 이동할 수 있습니다.탈선 위험이 낮습니다.선로 건설 비용이 매우 높습니다.높은 기술 수준이 요구됩니다.아직 운행 구간이 제한적입니다.자기부상 열차는 아직 초기 단계이지만 미래 교통 시스템의 핵심적인 역할을 할것으로 기대됩니다. 지속적인 기술 발전과 투자 확대를 통해자기부상 열차는 더욱 안전하고 효율적인교통수단으로 자리매김할 것입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.