안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
토목공학
Q. UAM에 대해 질문 드려요 상용화될까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.UAM은 도시 내 이동을 위한 수직 이착륙 항공기로최근 관심과 투자가 급증하는 미래 이동수단입니다. UAM의 상용화를 위해서는 운행 자격증 취득과 안전성 확보가 필수적입니다.UAM 운행 자격증은 항공기 운항에 필요한 안전성을 검증하는 절차입니다. 기존 항공기와는 다른 UAM의 특성을 반영한새로운 규제 기준 마련이 필요하며 현재 각 국가별로 관련 규정을마련하고 있습니다.연방항공국(FAA)은 UAM 운행 자격증 발급을 위해 5단계 프로세스를 마련했습니다.2022년 12월 Joby Aviation은 FAA로부터 최초로 G-1 운행 자격증을 취득했습니다.유럽연합항공안전청(EASA)은 UAM 운행 자격증 발급을 위한 SERA 규정을 마련했습니다.2023년 1월 Volocopter는 EASA로부터 최초로 디자인 승인을 취득했습니다.국토교통부는 UAM 사업 추진을 위해 2025년 상용화 목표로 UAM 혁신규제 로드맵을발표했습니다.2022년 12월 한국항공우주연구원은 국내 최초 UAM 시제기 K-UAM을공개했습니다.UAM 상용화는 아직 초기 단계이지만 각 국가에서적극적인 투자와 연구개발을 통해 빠르게진행되고 있습니다.2025년에는 일부 국가에서 초기 상용화 서비스 시작 예상되고요.2030년에는 주요 도시에서 UAM 서비스 확대 예상됩니다.2040년에는 UAM 대중교통 시스템으로 자리 잡을 것으로 전망됩니다.UAM 상용화를 위해서는 다음과 같은 과제를 해결해야 합니다.UAM의 안전성을 검증하고 사고 예방 시스템 구축합니다.UAM 소음을 줄이기 위한 기술 개발합니다.UAM 운영에 필요한 규제 환경 조성합니다.UAM에 대한 대중의 인식개선하고 있습니다.UAM은 도시 이동의 새로운 패러다임을 제시하는 미래 이동수단입니다.UAM 상용화는 안전성 확보 규제 완화 사회적 수용성 확보 등의 과제를 해결해야 하지만 적극적인 투자와 연구개발을 통해빠르게 진행되고 있습니다. UAM은 가까운 미래 우리 삶의 일부로 자리 잡을 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 스피커 볼륨을 높여서 틀면 물이 튀는 과학적 원리가 뭔가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.TV에서 스피커 볼륨을 크게 높여 물이 튀는 장면을 보셨다고요? 신기하셨죠?이 현상은 음파 공명이라는 과학적 원리로 설명됩니다.음파 공명은 특정 주파수의 음파가 공간에존재하는 물체를 진동시키는 현상입니다. 물체의 고유 진동수와 음파의 주파수가 일치할 때 공명이 발생합니다.공명이 발생하면 물체는 더 큰 진폭으로진동하게 되고 이로 인해 물이 튀는현상이 발생합니다.스피커에서 나오는 음파는 공기 중을 전달되면서물 분자를 진동시킵니다. 물 분자의 고유 진동수는 스피커에서 나오는음파의 주파수와 일치할 수 있습니다. 공명이 발생하여 물 분자가 더 큰 진폭으로진동하게 됩니다. 진동하는 물 분자는 주변 물 분자를 밀어내고 이로 인해 물이 튀는 현상이 발생합니다.물이 튀는 높이는 스피커의 출력 음파의 주파수 물의 양 용기의 모양 등 여러 요인에 영향을 받습니다.스피커의 출력이 높을수록 더 큰 음압이 발생하여 물이더 높이 튄니다.음파의 주파수가 물 분자의 고유 진동수와 일치할 때 공명이 발생하여 물이 더 높이 튄니다.물의 양이 많을수록 더 많은 물 분자가 진동하게 되어물이 더 높이 튄니다.용기의 모양은 음파의 반사와 공명에 영향을 미쳐 물이 튀는 높이에 영향을 미칩니다.음파 공명은 초음파 세척 음파용접 음파 분쇄 등다양한 분야에서 응용되고 있습니다.초음파 세척은 음파 공명을 이용하여 물체 표면의 먼지나 오염 물질을 제거하는 기술입니다.음파 용접은 음파 공명을 이용하여 플라스틱 등의 물체를 용접하는 기술입니다.음파 분쇄는 음파 공명을 이용하여 물질을 분쇄하는 기술입니다.스피커 볼륨을 크게 높여 물이 튀는 현상은 음파 공명이라는 과학적 원리로 설명됩니다.음파 공명은 다양한 분야에서 응용되고 있으며 앞으로 더욱 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 녹의 성분은 무엇인가요? 알려주세요.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.금속에 물이 닿으면 녹이 생기는 것은 전기화학적 반응 때문입니다. 금속은 자연적으로 이온화 경향이 있으며물에 용해된 산소와 반응하여 금속 이온과 전자를 생성합니다. 이 전자는 금속 표면에 남아 음극을 형성하고 금속 이온은 물과 반응하여 산화물 또는 수화물을 형성하며 이것이 녹입니다.금속 표면의 철 원자가 이온화되어 Fe2+ 이온과 2개의 전자를 방출합니다.방출된 전자는 금속 표면에 남아 음극을 형성합니다.Fe2+ 이온은 물과 반응하여 수화철(II) 이온(Fe(H2O)62+)을 형성합니다.수화철(II) 이온은 산소와 반응하여산화철(III) 수화물(Fe2O3·xH2O)을 형성합니다. 이것이 녹입니다.철 구리 알루미늄 등 금속마다 이온화 경향이 다르므로 녹이 생기는 속도도 다릅니다.습도 온도 pH 산소 농도 등 환경 요인도 녹이생기는 데 영향을 미칩니다.염분이 존재하면 전기화학적 반응이 더욱 활발하게 일어나 녹이 더 빨리 생깁니다.녹의 성분은 금속의 종류에 따라 다릅니다. 일반적으로 금속 산화물 또는 수화물로 구성됩니다.녹은 주로 산화철(III) 수화물(Fe2O3·xH2O)로구성됩니다.녹은 주로 구리 산화물(CuO) 또는 구리 수화물(Cu(OH)2)로 구성됩니다.알루미늄은 녹이 생기면 산화알루미늄(Al2O3) 막을 형성합니다. 이 막은 금속 표면을 보호하여 더 이상의 부식을 방지하는 역할을 합니다.녹은 금속의 외관을 손상시키고 기계적 성질을 약화시키며전기 전도도를 감소시키는 등 부정적인 영향을 미칩니다. 녹이 벗겨지면 금속 표면이 더욱 부식되기 쉬워집니다.금속 표면에 도장을 하면 물과의 접촉을차단하여 녹을 예방할 수 있습니다.금속 표면에 기름을 바르면 물과의 접촉을차단하고 산소와의 반응을 늦출 수 있습니다.아연은 철보다 이온화 경향이 크므로 아연 도금을 하면 철이 녹는 것을 방지할 수 있습니다.부식 방지제는 금속 표면에 보호막을형성하여 녹을 예방합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 아폴로 11호 때 우주선에 탄 사람은 몇 사람이고 달에 발자국을 찍은 사람은 몇 명인가요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.아폴로 11호에는 3명의 우주인이 탑승했습니다. 선장 닐 암스트롱, 사령선 조종사 마이클 콜린스, 그리고 달착륙선 조종사 버즈 올드린입니다. 그 중 달 표면에 발을 들여놓은 사람은 2명입니다. 닐 암스트롱과 버즈 올드린입니다.닐 암스트롱 (선장)는 인류 최초로 달 표면에 발을 딛는 역사적인 순간을 만들었습니다.마이클 콜린스 (사령선 조종사)는 달 궤도를 유지하며 암스트롱과 올드린의 귀환을 기다렸습니다.버즈 올드린 (달착륙선 조종사)은 암스트롱과 함께 달 표면에 발을 들여놓고 역사적인 순간을 함께했습니다.닐 암스트롱 (1969년 7월 20일)은 "인류에게는 한 걸음이지만, 나에게는 거대한 도약이다"라는 유명한 말을 남겼습니다.버즈 올드린 (1969년 7월 20일)은 암스트롱과 함께 달 표면에서 약 2시간 30분 동안 활동했습니다.아폴로 11호는 1969년 7월 16일 미국 케네디 우주센터에서 발사되었습니다.1969년 7월 20일 암스트롱과 올드린은 달 표면에 착륙했습니다.암스트롱과 올드린은 달 표면에서 약 2시간 30분 동안 활동했습니다.암스트롱과 올드린은 달 표면에서 채석한 돌과 토양을 지구로 가져왔습니다.아폴로 11호는 1969년 7월 24일 지구로 귀환했습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
생물·생명
Q. 달걀 유정란과 무정란은 어떻게 구별될 수 있는 건가요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.달걀 유정란과 무정란을 구별하는 방법은 여러 가지가 있습니다.유정란은 무정란보다 크기가 작고 껍데기 색이 흐릿합니다.무정란은 유정란보다 크기가 크고 껍데기 색이 진합니다.유정란은 무정란보다 껍데기가 얇고 부드럽습니다.무정란은 유정란보다 껍데기가 두껍고 거칠습니다.유정란을 흔들면 약간의 흔들림을 느낄 수 있습니다.무정란을 흔들면 거의 흔들림을 느낄 수 없습니다.촛불 앞에서 달걀을 비추면 유정란은 흐린 그림자가 나타나고무정란은 투명한 그림자가 나타납니다.달걀을 깨서 난황을 살펴보면 유정란은 난황 위에 둥근 흰 점이 있고, 무정란은 흰 점이 없습니다.대량 생산되는 달걀의 경우, 자동 검란기를 사용하여 유정란과 무정란을 구별합니다.위의 방법들은 완벽하게 정확하지는 않지만, 대략적인 구별을 할 수 있습니다.가장 정확한 방법은 촛불 검사 또는 기계 검사입니다.유정란은 수정된 난자로 이루어져 있으며, 부화하여 병아리가 될 수 있습니다.무정란은 수정되지 않은 난자로 이루어져 있으며, 부화하여 병아리가 될 수 없습니다.무정란은 유정란보다 영양가가 낮습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학공학
Q. 물티슈는 물을 머금기 위해서 별도에 화학적 처리를 하는 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다. 물티슈는 물기를 머금기 위해 별도의 흡수제 및 보습제를 사용합니다.흡수제는물티슈의 주요 구성 요소이며 물을 흡수하고 보관하는 역할을 합니다.일반적으로 펄프, 비스코스, 폴리프로필렌 등의 섬유 재료가 사용됩니다.흡수제의 종류와 함량에 따라 물티슈의 흡수력과 보유력이 달라집니다.보습제는물티슈의 수분 함량을 유지하고 피부에 촉촉함을 제공하는 역할을 합니다.일반적으로 글리세린, 알로에 베라, 프로필렌글라이콜 등이 사용됩니다.보습제의 종류와 함량에 따라 물티슈의 피부 자극성과 보습력이 달라집니다.물티슈의 기능을 향상시키기 위해 다양한 화학 물질이 사용될 수 있습니다.향료는 물티슈에 향을 부여합니다.방부제는 물티슈의 유통기한을 늘립니다.세정제는 피부를 청소하는 데 도움을 줍니다.pH 조절제는 물티슈의 pH를 피부에 적합하게 유지합니다.화학 물질을 사용하면 물티슈의 기능을 향상시킬 수 있지만피부에 자극을 줄 수 있습니다.민감한 피부를 가진 사람은 무향, 무색, 알코올 및 파라벤 무첨가 제품을 사용하는 것이 좋습니다.천연 성분으로 만들어진 물티슈도 사용할 수 있지만, 일반 물티슈보다 흡수력이나 보습력이 떨어질 수 있습니다.물티슈는 일회용이며, 사용 후에는 깨끗하게 처리해야 합니다.물티슈로 피부를 닦은 후에는 깨끗한 물로 헹궈주는 것이 좋습니다.민감한 피부를 가진 사람은 물티슈 사용을 피하거나 주의해야 합니다.물티슈는 화장품으로 분류되지 않기 때문에 화장품법에 따라 관리되지 않습니다.물티슈 구매 시에는 성분을 확인하고, 피부에 자극을 줄 수 있는 화학 물질 함량이 적은 제품을 선택하는 것이 좋습니다.물티슈는 다양한 용도로 사용될 수 있습니다. 손, 얼굴, 몸을 청소하거나, 화장을 지우거나, 아기를 돌볼 때 사용할 수 있습니다.물티슈를 사용할 때는 제품의 사용 설명을 따르는 것이 좋습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 폭염온도가 올라가는 이유는 온난화 이유일까요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.폭염 온도 상승의 주요 원인은 지구 온난화입니다. 지구 온난화는 인간 활동으로 인해 발생하는 온실 가스 배출량 증가로 인해 지구 평균 기온이 상승하는 현상입니다. 지구 온난화는 다음과 같은 메커니즘을 통해 폭염 온도 상승에 영향을 미칩니다.지구 온난화로 인해 지구 평균 기온이 상승하면서 폭염 발생 가능성이 높아지고 폭염 강도가 심화됩니다. 평균 기온이 높아지면 극단적인 고온 발생 가능성이 높아지고 폭염 지속 기간도 길어질 수 있습니다.지구 온난화는 대기 순환 패턴을 변화시켜 폭염 발생에 영향을 미칩니다. 정체 고기압 발생 빈도가 증가하거나 고기압 위치가 변화하면서 특정 지역에 폭염이 발생할 수 있습니다.지구 온난화로 인해 해수면이 상승하면서 해안 지역에 폭염 발생 가능성이 높아지고 폭염 강도가 심화될 수 있습니다. 해수면 상승은 해안 지역의 습도를 증가시키고, 이는 폭염 발생 가능성을 높이고 폭염 강도를 심화시킬 수 있습니다.지구 온난화는 엘니뇨와 같은 해양-대기 현상 발생 빈도 및 강도를 증가시킬 수 있습니다. 엘니뇨는 태평양 적도 부근 해수면 온도가 평년보다 높아지는 현상이며, 이는 한국을 포함한 동아시아 지역에 폭염 발생 가능성을 높입니다.도시 지역에서는 건물 밀집, 아스팔트 포장 등으로 인해 열섬 현상이 발생하여 주변 지역보다 더 높은 기온을 경험하게 됩니다. 지구 온난화는 도시 열섬 현상을 심화시켜 폭염 발생 가능성을 높이고 폭염 강도를 심화시킬 수 있습니다. 지구 온난화 외에도 자연적인 요인들, 태양 활동 변화, 화산 폭발 등이 폭염 발생에 영향을 미칠 수 있습니다. 하지만 현재 폭염 온도 상승의 주요 원인은 지구 온난화로 인한 인간 활동으로 평가됩니다.지구 온난화를 늦추고 폭염 발생 가능성을 줄이기 위해서는 온실 가스 배출량 감축 노력이 필요합니다. 이를 위해 재생 에너지 사용 확대, 에너지 효율 개선,탄소 포집 및 저장 기술 개발 등 다양한 노력이 필요합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
생물·생명
Q. 사람이 돼지의 뇌를 이식받는다면 사람인가요? 돼지인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.사람이 돼지의 뇌를 이식받는 경우, 그 사람이 사람인지 돼지인지에 대한 답변은 현재 과학적으로 명확하게 정의되지 않았습니다. 다양한 윤리적, 철학적, 과학적 관점에서 논쟁이 계속되고 있는 주제입니다.돼지의 뇌를 이식받는 것은 동물을 도구화하고 착취하는 행위로 볼 수 있습니다.인간과 동물의 경계를 허물고 인간 존엄성을 훼손하는 행위로 볼 수 있습니다.뇌 이식 과정에서 돼지에게 고통과 스트레스를 유발할 수 있습니다.뇌 이식 후 사람의 정체성은 어떻게 변화할까요? 의식, 감각, 사고는 어디에 속할까요? 뇌 이식은 인간과 동물의 경계를 어떻게 변화시킬까요? 어디까지가 인간이고 어디까지가 동물일까요? 현재 뇌 이식 기술은 초기 단계에 있으며, 성공적인 뇌 이식과 장기적인 생존 가능성은 아직 불확실합니다.뇌 이식 후 면역 거부 반응으로 인해 심각한 합병증이 발생할 수 있습니다.뇌 이식 후 의식과 감각이 어떻게 변화할지 예측하기 어렵습니다.현재 돼지 뇌 이식 기술은 초기 단계에 있으며, 윤리적, 철학적, 과학적 관점에서 다양한 논쟁이 존재합니다. 사람이 돼지 뇌를 이식받는 경우 사람인지 돼지인지에 대한 명확한 답은 없습니다. 앞으로 과학 기술의 발전과 더불어 사회적 논의를 통해 답을 찾아가야 할 것입니다.뇌 이식 기술은 다양한 질병 치료에 활용될 가능성이 있습니다.뇌 이식 기술은 인간의 의식과 정체성에 대한 근본적인 질문을 제기합니다.뇌 이식 기술의 발전은 사회적, 윤리적 논쟁을 불러일으킬 것입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
생물·생명
Q. 세포 벽과 세포막의 차이는 무엇인가요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.세포벽과 세포막은 모두 세포를 둘러싸는 구조이지만, 구조, 기능, 존재 여부에서 차이점을 가지고 있습니다.세포벽은 세포막 바깥쪽에 위치한 단단한 구조예요.주로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 다당류로 구성해요.식물 세포, 일부 균류, 일부 원생생물에 존재해요.세포의 형태를 유지하고, 기계적 스트레스로부터 보호해요.세포막은세포벽 안쪽에 위치한 얇은 막으로서인지질 이중층으로 구성하며모든 세포에 세포해요.세포 내외부 물질의 이동을 조절하고, 세포 소기관을 세포해요.세포벽은세포의 형태 유지 및 기계적 보호하며물질 이동 조절 하고세포 간 소통 및 신호 식물하고하고식물의 경우, 세포벽의 팽창에 의해 세포 세포해요.세포막은물질 이동 조절 (투과성이 높음)하고세포 소기관세포 보호 하고세포 신호 전달해요.세포 간 상호 작용해요.세포벽은식물 세포, 일부 균류, 일부 원생생물에만 존재해요.동물 세포에는 존재하지 않아요.세포막은 모든 세포에 존재해요.4. 비교 표:구분세포벽세포막위치세포막 바깥쪽세포벽 안쪽구성다당류 (셀룰로오스 등)인지질 이중층존재 여부식물 세포, 일부 균류, 일부 원생생물모든 세포주요 기능형태 유지, 기계적 보호, 물질 이동 조절물질 이동 조절, 세포 소기관 보호, 세포 신호 전달세포벽과 세포막은 서로 협력하여 세포의 기능을 유지합니다.세포벽은 세포막에 비해 훨씬 더 단단하고 견고합니다.세포막은 세포벽에 비해 훨씬 더 유연하고 역동적입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 불꽃놀이 폭죽의 원리에 대해서 알고 싶습니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.불꽃놀이 폭죽은 크게 화약과 점화 장치, 그리고 별이라는 세 가지 요소로 구성됩니다.화약은불꽃놀이 폭죽의 추진력과 폭발 효과를 만드는 역할을 합니다.일반적으로 흑색 화약 또는 혼합 화약이 사용됩니다.흑색 화약은 질산칼륨, 유황, 숯을 혼합하여 만든 화약이며혼합 화약은 흑색 화약에 다른 화학 물질을 첨가하여 만든 화약입니다.화약에 불을 붙여 폭발시키는 역할을 합니다.일반적으로 뇌관 또는 도화선이 사용됩니다.뇌관은 마찰이나 전기 신호에 의해 점화되는 작은 폭발 장치이며도화선은 천천히 타면서 불꽃을 전달하는 선입니다.불꽃놀이 폭발 후 다양한 색과 형태의 불꽃을 만들어내는 역할을 합니다.금속 화합물, 연료, 산화제 등을 혼합하여 만들어집니다.금속 화합물은 불꽃의 색을 결정하고연료는 연소를 위한 에너지를 제공하며, 산화제는 연소를 촉진합니다.작동 원리는점화 장치에 불이 붙습니다.불꽃은 화약까지 전달됩니다.화약이 폭발하면서 추진력과 폭발 효과가 발생합니다.폭발 에너지는 별을 하늘로 날려보냅니다.별이 연소하면서 다양한 색과 형태의 불꽃을 만들어냅니다.불꽃놀이 폭죽의 종류는 매우 다양하며, 크기, 모양, 색깔, 효과 등이 다양합니다.불꽃놀이 폭죽은 안전사고 예방을 위해 엄격한 규제를 받고 있습니다.불꽃놀이 폭죽은 전문가에 의해 시행되어야 하며, 관람 시에도 안전에 유의해야 합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다