안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
화학공학
Q. 에피네프린과 국소마취에 대하여
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.국소마취 시 에피네프린을 함께 투여하면 마취 효과를 증진시키는 것으로 알려져 있습니다. 이는 다음과 같은 화학적 원리에 기반합니다.에피네프린은 아드레날린이라고도 불리는 호르몬으로, α-아드레날린 수용체를 자극하여 혈관을 수축시킵니다. 혈관 수축은 마취제의 혈관 내 흡수를 감소시켜 국소 부위에 더 오랫동안 머물도록 합니다.에피네프린은 조직 내 pH를 약산성으로 변화시킵니다. 약산성 환경은 국소마취제의 이온화를 감소시켜 세포막 투과성을 증가시키고, 이는 마취 효과를 더욱 빠르고 강하게 만듭니다.에피네프린은 혈관 수축과 더불어 조직 내 혈액량을 감소시킵니다. 혈액량 감소는 국소 부위의 간극을 넓히고, 이는 마취제의 확산을 촉진하여 더 넓은 영역에 효과를 발휘하도록 합니다.에피네프린은 C-섬유 신경을 자극하여 통증을 감소시키는 효과도 가지고 있습니다. C-섬유 신경은 작은 직경의 신경섬유로, 통증 정보를 전달하는 역할을 합니다. 에피네프린은 이 신경섬유의 활동을 감소시켜 통증을 완화하고 마취 효과를 더욱 증진시킵니다.에피네프린은 심장 질환, 고혈압, 당뇨병 등을 가진 환자에게는 투여하지 않는 것이 좋습니다. 또한, 임산부, 어린아이, 노약자에게도 주의가 필요합니다. 투여 전에 환자의 건강 상태를 확인하고 부작용 가능성에 대한 설명을 충분히 해주어야 합니다.에피네프린은 카테콜아민이라는 화학 물질의 일종입니다. 카테콜아민은 두 개의 페놀기를 가지고 있으며, 이는 α-아드레날린 수용체와 β-아드레날린 수용체를 자극하는 데 중요한 역할을 합니다. 에피네프린은 α-아드레날린 수용체를 주로 자극하여 혈관 수축, 심박수 증가, 혈압 상승 등의 효과를 나타냅니다.국소마취 시 에피네프린을 함께 투여하면 혈관 수축, 국소 부위의 pH 변화, 마취제 확산 촉진, 통증 감소 등의 효과를 통해 마취 효과를 증진시킬 수 있습니다. 하지만, 투여 전에 환자의 건강 상태를 확인하고 부작용 가능성에 대한 설명을 충분히 해주어야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 알루미늄은 체내에서 배출되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.알루미늄은 우리 주변에서 쉽게 발견되는 금속이며, 식품, 식기, 화장품 등 다양한 곳에 존재합니다. 알루미늄을 섭취하면 일부는 체내에 쌓이고, 나머지는 배출됩니다.섭취한 알루미늄의 대부분은 소화관에서 흡수되지 않고 배설됩니다. 하지만 일부는 소화관 벽을 통해 혈류로 들어가 장기로 이동합니다.혈액 내 알루미늄은 혈장 단백질과 결합하여 운반됩니다.알루미늄은 뇌, 뼈, 간, 신장 등 다양한 장기로 이동하여 축적될 수 있습니다.섭취한 알루미늄의 대부분은 신장을 통해 소변으로 배출됩니다.신장은 혈액에서 알루미늄을 걸러내 소변으로 배출합니다.일부 알루미늄은 대변을 통해 배출됩니다.장기간 과도한 알루미늄 섭취는 뇌 질환, 신장 질환, 뼈 질환 등의 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 일반적으로 섭취하는 알루미늄 양은 건강에 해를 끼치지 않는 수준입니다.가공 식품은 알루미늄 함량이 높을 수 있습니다.신선한 채소, 과일, 통곡물 등 알루미늄 함량이 낮은 식품을 섭취하는 것이 좋습니다.알루미늄 조리기구를 사용하면 식품에 알루미늄이 침출될 수 있습니다.알루미늄의 녹는점은 660°C입니다. 이는 다른 금속에 비해 낮은 편입니다.알루미늄은 섭취 후 일부는 체내에 축적되고 나머지는 배출됩니다. 과도한 알루미늄 섭취는 건강 문제를 일으킬 수 있지만, 일반적으로 섭취하는 양은 안전합니다. 알루미늄 섭취를 줄이기 위해 가공 식품을 줄이고 신선한 식품을 섭취하는 것이 좋습니다. 또한 알루미늄 조리기구 사용을 피하는 것이 좋습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
물리
Q. 고무줄의 원재료를 알고 싶어요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.고무줄은 우리가 흔히 알고 있는 일반 고무와 같은 재료로 만들어지지만, 탄성이 훨씬 더 뛰어납니다. 이 놀라운 탄성의 비밀은 무엇일까요?탄성은 물체가 늘어나거나 압축된 후 원래 모양으로 돌아오는 성질입니다. 고무는 탄성 소재의 대표적인 예이며, 분자 구조와 관련됩니다. 고무 분자는 서로 얽혀 있고, 힘을 가하면 늘어나면서 분자 사이 간격이 넓어집니다. 힘을 제거하면 분자들이 다시 원래 자리로 돌아오면서 물체가 원래 모양으로 복원됩니다.첨가제: 고무줄은 일반 고무에 비해 탄성을 향상시키는 첨가제가 더 많이 포함됩니다. 대표적인 첨가제는 황(S)이며, 분자 간 가교 역할을 하여 탄성을 강화하고 끊어지는 것을 방지합니다.가공 과정: 고무줄은 일반 고무보다 더 높은 온도와 압력에서 가공됩니다. 이 과정은 분자 구조를 변화시켜 탄성을 더욱 향상시킵니다.형태: 고무줄은 얇고 길쭉한 형태로 제작되어 늘어나기 쉽습니다. 일반 고무는 다양한 형태로 제작되며, 늘어나는 힘보다는 다른 특성에 초점을 맞출 수 있습니다.첨가제 종류 및 함량: 첨가제의 종류와 함량은 탄성에 큰 영향을 미칩니다. 적절한 첨가제 선택과 함량 조절은 고무줄의 탄성을 최적화할 수 있습니다.가공 온도 및 압력: 가공 과정에서 온도와 압력을 높이면 분자 구조가 더욱 밀착되어 탄성이 향상됩니다.형태 및 디자인: 고무줄의 형태와 디자인 또한 탄성에 영향을 미칩니다. 얇고 길쭉한 형태는 늘어나기 쉽고, 적절한 디자인은 힘을 효율적으로 분산시켜 탄성을 유지합니다.고무줄은 뛰어난 탄성 덕분에 다양한 분야에서 활용됩니다. 문구류, 의류, 의료 기기, 스포츠 용품 등 여러 곳에서 고무줄의 탄성이 중요한 역할을 합니다.고무줄은 일반 고무와 같은 재료로 만들어지지만, 첨가제, 가공 과정, 형태 등의 차이점을 통해 뛰어난 탄성을 구현합니다. 이러한 특징은 다양한 분야에서 고무줄을 활용할 수 있게 하며, 우리 삶에 없어서는 안 될 중요한 소재로 자리 잡았습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 랍스타에서 코로나 치료제를 추출한다는게 맞나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.최근 뉴스 보도에 따르면 랍스터 바닷가재에서 코로나 바이러스 치료제 개발 가능성이 제기되었습니다. 연구 결과에 따르면 랍스터의 혈액에서 추출한 단백질이 바이러스를 억제하는 효과를 보인다고 합니다.랍스터 혈액에는 바이러스를 침투하고 파괴하는 크루스타시닌이라는 단백질이 포함되어 있습니다. 연구 결과 크루스타시닌은 코로나 바이러스의 막을 손상시켜 바이러스의 증식을 억제하는 효과를 보였습니다.크루스타시닌이 코로나 치료제 개발에 활용될 가능성이 있다는 점에서 기대가 높습니다. 현재까지 진행된 연구는 초기 단계이며 임상 시험을 통해 안전성과 효능을 검증해야 합니다.크루스타시닌의 코로나 치료 효과를 검증하기 위해서는 추가적인 연구가 필요합니다. 임상 시험을 통해 안전성과 효능을 확인하고 실제 치료제 개발에 적용할 수 있는지 검증해야 합니다.바닷가재 추출 단백질은 기존 치료제에 비해 다음과 같은 장점을 가질 수 있습니다.바닷가재는 비교적 풍부하게 존재하는 해산물이므로 기존 치료제에 비해 생산 비용이 낮을 수 있습니다.크루스타시닌은 인체에 존재하는 단백질과 유사하며 기존 치료제에 비해 안전성이 높을 가능성이 있습니다.크루스타시닌은 새로운 치료 기전을 가지고 있어 기존 치료제에 내성을 가진 바이러스에도 효과가 있을 수 있습니다.바닷가재 추출 단백질은 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다.일부 사람들은 바닷가재에 알레르기가 있을 수 있으며 크루스타시닌 투여 시 알레르기 반응이 발생할 수 있습니다.크루스타시닌의 부작용은 아직 충분히 검증되지 않았습니다.바닷가재 추출 단백질을 대량 생산하는 기술은 아직 개발되지 않았습니다.랍스터 바닷가재에서 추출한 단백질은 코로나 치료제 개발에 새로운 가능성을 제시합니다. 추가적인 연구를 통해 안전성과 효능을 검증하고 실제 치료제 개발에 적용할 수 있는지 확인해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 태풍의 회전 방향은 전부 일정한가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.북반구에서 발생하는 태풍은 대부분 서에서 동으로 진행합니다. 이는 지구 자전으로 인해 발생하는 코리올리 힘과 대기압 차이에 의해 영향을 받기 때문입니다.지구가 자전하면서 발생하는 코리올리 힘은 북반구에서는 오른쪽으로 작용하여, 태풍의 진행 방향을 오른쪽으로 휘게 합니다.태풍은 주변보다 기압이 낮은 곳으로 이동하는 성향이 있습니다. 일반적으로 북반구의 고기압은 서쪽에 위치하고 있기 때문에, 태풍은 서쪽에서 동쪽으로 이동하며 기압 차이를 해소합니다. 서쪽에 위치한 고기압의 강도와 위치는 태풍의 진로에 큰 영향을 미칩니다. 상층의 바람은 태풍의 진행 방향을 좌우하는 중요한 요인입니다. 따뜻한 해수는 태풍의 에너지원 역할을 하기 때문에, 해수 온도 분포도 태풍의 진로에 영향을 미칠 수 있습니다.일부 태풍은 일반적인 진행 방향과 다르게 동에서 서로 이동하거나, 남쪽으로 진행하기도 합니다. 이는 앞서 언급한 요인들의 복합적인 영향으로 발생합니다. 서쪽에 강력한 고기압이 위치하거나, 상층에 동쪽으로 부는 강한 바람이 존재하는 경우 발생합니다. 북쪽에 차가운 공기가 유입되거나, 태풍의 에너지가 약해지는 경우 발생합니다.부분의 태풍은 북반구에서 서에서 동으로 진행하지만, 고기압 위치, 바람, 해수 온도 등 다양한 요인에 따라 예외적인 진행 방향을 보일 수 있습니다. 태풍의 진로는 복잡한 기상 시스템의 영향을 받기 때문에 정확하게 예측하는 것이 어려울 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주 망원경은 어떤 원리로 작동하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주 망원경은 우주 공간에 위치한 망원경으로, 지상 망원경보다 뛰어난 관측 능력을 제공합니다. 지구 대기의 영향을 받지 않기 때문에 더 선명하고 깊은 영상을 촬영할 수 있으며, 가시광선뿐 아니라 적외선, X-ray 등 다양한 파장의 빛을 관측할 수 있습니다.우주 망원경은 거대한 거울을 사용하여 먼 곳에서 온 빛을 집중합니다. 이를 통해 희미한 천체도 관측할 수 있습니다.집중된 빛은 센서에 의해 감지되어 전기 신호로 변환됩니다. 이 신호는 지구로 전송되어 분석됩니다.망원경의 움직임이나 우주 환경으로 인한 오류를 보정하여 정확한 영상을 얻습니다.지구 주위 궤도: 일부 우주 망원경은 지구 주위를 도는 궤도에 위치합니다. 이 망원경은 지구와 통신하기 쉽고, 정기적으로 유지 보수가 가능합니다.태양 주위 궤도: 다른 망원경은 태양 주위를 도는 궤도에 위치합니다. 이 망원경은 지구에서 멀리 떨어져 있어 더 넓은 시야를 관측할 수 있으며, 지구의 자기장과 중력 영향을 받지 않습니다.종류:광학 망원경: 가시광선을 관측하는 망원경입니다. 허블 우주 망원경이 대표적인 예입니다.적외선 망원경: 적외선을 관측하는 망원경입니다. 스피처 우주 망원경이 대표적인 예입니다.X-ray 망원경: X-ray를 관측하는 망원경입니다. 찬드라 우주 망원경이 대표적인 예입니다.지상 망원경은 대기의 굴절과 산란으로 인해 관측 능력이 제한됩니다. 우주 망원경은 대기의 영향을 받지 않기 때문에 더 선명하고 깊은 영상을 촬영할 수 있습니다.지상 망원경은 가시광선만 관측할 수 있습니다. 우주 망원경은 가시광선뿐 아니라 적외선, X-ray 등 다양한 파장의 빛을 관측할 수 있습니다.지상 망원경은 지구의 자기장과 중력 영향으로 인해 관측 범위가 제한됩니다. 우주 망원경은 더 넓은 시야를 관측할 수 있습니다.우주 망원경은 개발, 발사, 운영에 막대한 비용이 소요됩니다.지상 망원경에 비해 유지 보수가 어렵습니다.우주 환경은 망원경에 악영향을 미칠 수 있으며, 기술적 문제 발생 시 해결하기 어렵습니다.우주 망원경은 천문학 연구에 중요한 역할을 하는 도구입니다. 지상 망원경으로는 관측할 수 없는 새로운 정보를 제공하며, 우주의 신비를 밝히는 데 중요한 역할을 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 동물들이 소리를 듣는 범위가 얼마나 되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.인간의 청력 범위는 약 20Hz부터 20kHz까지인데, 동물들은 이보다 훨씬 더 넓은 범위의 소리를 들을 수 있습니다.초음파:박쥐, 고래, 돌고래: 20kHz 이상의 초음파를 사용하여 먹이를 찾거나 서로 소통합니다.박쥐: 초음파를 이용하여 방향 감각을 잡고 곤충을 사냥합니다.고래, 돌고래: 초음파를 이용하여 먹이를 찾고 서로 100km 이상 떨어진 거리에서 소통합니다.저음파:코끼리, 고래, 바다표범: 20Hz 이하의 저음파를 사용하여 서로 먼 거리에서 소통합니다.코끼리: 저음파를 이용하여 10km 이상 떨어진 거리에서 서로 소통합니다.고래: 저음파를 이용하여 수천 km 이상 떨어진 거리에서 서로 소통합니다.방향 감각:올빼미, 고양이: 귀의 위치를 바꿔 소리의 방향을 정확하게 파악합니다.올빼미: 귀가 얼굴 앞쪽에 위치하여 밤에도 뛰어난 청력을 가지고 있습니다.고양이: 귀를 180도 회전하여 소리의 방향을 정확하게 파악합니다.청력 범위 비교:개: 65Hz~45kHz박쥐: 2kHz~110kHz돌고래: 75Hz~150kHz코끼리: 16Hz~12kHz먹이를 찾거나 포식자를 피하는 데 도움이 됩니다.서로 먼 거리에서 소통하는 데 도움이 됩니다.자연 환경에서 생존하는 데 필요한 정보를 얻는 데 도움이 됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 은하의 사진은 어떻게 촬영하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.기술과 원리우주에 있는 은하의 사진은 다양한 기술과장비를 사용하여 촬영됩니다.1. 망원경광학 망원경 지구 대기권의 영향을 받지만 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있습니다. 허블 우주 망원경은 대표적인 광학 망원경입니다.전파 망원경 가시광선 대신 전파를 이용하여 관측합니다.먼지와 가스에 가려진 은하도 관찰할 수 있습니다.적외선 망원경 적외선을 이용하여 관측합니다. 먼지에 가려진은하의 중심부를 관찰할 수 있습니다.2. 카메라CCD 카메라 전자 신호를 이용하여 이미지를 촬영합니다. 고감도 촬영이 가능하여 희미한 은하도 촬영할 수 있습니다.CMOS 카메라 CCD 카메라보다 빠르고 효율적입니다.은하 사진은 빛이 매우 약하기 때문에 오랜 시간 노출해야 합니다. 일반적으로 수십 분에서 수백 시간까지 노출합니다.대기 왜곡을 보정하여 더욱 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다.촬영된 이미지는 잡음을 제거하고 색상을 보정하는 등 다양한 이미지 처리 과정을 거쳐 최종 사진으로 완성됩니다.은하들은 매우 멀리 떨어져 있습니다.은하들은 매우 희미합니다지구 대기권은 빛을 왜곡하여 이미지를 불분명하게 만듭니다.은하 사진은 우주의 구조와 진화에 대한 이해를 높여줍니다.은하 사진은 블랙홀 암흑 물질 암흑 에너지 등 다양한 과학적 연구에 활용됩니다.은하 사진은 우주의 아름다움을 보여줍니다.우주 은하 사진 촬영은 기술적으로 매우 어렵지만 과학적 연구와 미적 감상 측면에서 중요한 역할을 합니다. 앞으로 더욱 발전된 기술과 장비를 통해 더욱 선명하고 아름다운 은하 사진들이 촬영될 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 라디오 주파수에서 왜 소수점을 사용하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.라디오 방송은 특정 주파수를 사용하여 전파를 송신하고 수신합니다. 우리가 라디오를 듣기 위해 주파수를 맞춰야 하는 이유는 바로 이 때문입니다.라디오 방송국은 서로 다른 주파수를 사용하여 방송을 송신합니다. 만약 주파수를 반올림하거나 반내림한다면, 여러 방송국의 주파수가 겹쳐서 방송을 명확하게 들을 수 없게 됩니다.두 개의 방송국이 100.0MHz와 100.1MHz 주파수를 사용한다고 가정합니다.만약 주파수를 반올림한다면, 두 방송국의 주파수 모두 100MHz가 되어 서로 구분할 수 없게 됩니다.이는 청취자들이 원하는 방송을 들을 수 없게 하는 문제를 야기합니다.한국에서 사용하는 FM 방송 주파수는 88.0MHz ~ 108.0MHz이며, 채널 간격은 0.2MHz입니다.0.2MHz 간격으로 채널을 나누면 소수점 첫째 자리가 홀수인 주파수만 사용하게 됩니다.이는 채널 간 간섭을 최소화하고 더 많은 방송국을 운영할 수 있도록 하기 위한 방안입니다.라디오 주파수는 서로 다른 방송국을 구분하고 명확한 방송을 제공하기 위해 소수점까지 사용합니다. 소수점 첫째 자리 홀수 사용은 채널 간 간섭을 줄이고 더 많은 방송국 운영을 가능하게 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 최근에 우주의 나이가 변경되었다는 소문이 있는데 사실인가요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주의 나이는 현재 138억 년으로 알려져 있지만, 과거에는 120억 년 정도로 추정하기도 했습니다. 그렇다면 왜 이러한 차이가 발생했을까요? 두 가지 주요 이유를 살펴보겠습니다.허블 상수는 우주의 팽창 속도를 나타내는 값입니다. 과거에는 허블 상수가 일정하다고 가정했습니다. 하지만 최근 관측 결과에 따르면 허블 상수는 시간이 지남에 따라 변화하고 있으며, 과거보다 현재 팽창 속도가 더 빠르다는 것을 알게 되었습니다.과거에는 람다-CDM(ΛCDM) 모델이 우주론의 기본 모델로 사용되었습니다. 하지만 최근 관측 결과는 ΛCDM 모델로는 설명하기 어려운 현상들을 보여주었습니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 새로운 우주론 모델들이 제시되고 있으며, 이러한 모델들은 138억 년이라는 우주의 나이를 뒷받침합니다.138억 년이라는 우주의 나이를 뒷받침하는 주요 증거는 다음과 같습니다. 현재까지 관측된 가장 오래된 별의 나이는 약 138억 년입니다. 이는 우주의 나이가 최소 138억 년 이상임을 의미합니다. 우주 마이크로파 배경 복사는 빅뱅 직후 남은 열 복사입니다. 이 복사의 온도 변화를 분석하면 우주의 나이를 추정할 수 있으며, 그 결과는 138억 년과 일치합니다.하지만 120억 년이라는 주장을 완전히 무시할 수는 없습니다. 일부 과학자들은 새로운 관측 결과를 기반으로 120억 년이라는 나이를 주장하며, 우주론 모델에 대한 논쟁은 여전히 진행 중입니다.앞으로 더욱 정밀한 관측 기술과 새로운 우주론 모델 개발을 통해 우주의 나이를 더욱 정확하게 측정할 수 있을 것으로 기대됩니다.현재 우주의 나이는 138억 년으로 알려져 있지만, 과거에는 120억 년 정도로 추정하기도 했습니다. 이러한 차이는 허블 상수의 변화, 우주론 모델의 개선 등으로 인해 발생했습니다. 138억 년이라는 주장을 뒷받침하는 증거들이 있지만, 여전히 논쟁은 진행 중이며, 앞으로 더욱 정확한 측정을 위해 노력해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.