안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
화학
Q. 액체냉매는 어떤데 사용하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 2차 냉매(간접 냉매)는 먼저 액체를 냉각시킨 다음 그 액체를 이용하여 냉각 작용을 하는 '간접냉동법'에 쓰이는 냉매를 말한다. 브라인, 냉각수 등이 2차 냉매로 많이 활용된다. 예를 들어 증발기로 먼저 식염수를 냉각시킨 후 그 식염수를 이용하여 식품을 냉각시킨다면 냉각된 식염수는 2차 냉매가 된다. 간접 방식이기 때문에 에너지 효율은 떨어질 수 있지만 식품을 빨리 냉각시킬 수 있고 품질도 향상된다는 장점이 있다.출처 : 나무위키 - 냉매
생물·생명
Q. 꿈은 실제로 과학적으로 증명이 된 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 사람들이 잠을 자기 시작하면 두뇌의 활동이 감소하면서 조용하고 평화로운 상태로 들어서지만 대신 꿈이라는 생리적인 현상을 통해 새로운 경험을 하게 됩니다. 꿈이란 잠지는 사람이 시간의 경과에 따라 저절로 진전되는 이야기 내용을 시각적으로 경험하는 것이라 정의할 수 있습니다.꿈은 수면이 진행되면서 중추신경 내부의 흥분성이 저하되고 뇌의 여러 영역에서 생기는 흥분들이 유기적으로 전달되지 못해 결과적으로 뇌의 통일화된 활동상태가 해체되는 해리상태에서 일어나는 생리적인 현상입니다. 잠이 들자마자 꾸는 꿈의 내용은 줄거리가 짧은 것이 대부분인데, 이런 꿈을 꾸는 사람들을 깨우면 꿈을 꿨다고 말하지 않습니다. 즉 꿈이 기억에 남지 않고 스쳐가는 것입니다. 내용을 가장 많이 이야기할 수 있는 꿈은 REM수면 (REM: Rapid Eye Movement)이라는 시기에 꾸게 됩니다. 이 시기는 잠을 자면서 저절로 눈동자가 빨리 움직이게 되므로 REM 수면이라 불리는데, 꿈이 잘 기억되기 때문에 꿈수면이라고도 합니다. 이 시기 동안 심장이 빠르게 박동하며 숨도 가빠지고 혈압도 오르지만 근육의 활동성은 마비된채로 남아 있는 특이한 생리적인 상태가 유지됩니다. 대개 70-80% 정도의 꿈은 이런 REM 수면 기간 중에 꾸게 되며 나머지 10-20% 정도의 꿈은 NREM 수면이라는 시기 동안 꾸게 됩니다. REM 수면은 전체 잠자는 시간 중 매우 짧은 시간(대개 하룻밤 수면에서 1시간 30분 정도 내외)밖에 되지 않으므로 사실 우리는 잠을 자면서 꿈을 꾸는 시간보다는 꾸지 않는 시간이 훨씬 더 많을 수밖에 없습니다. 그리고 일반적으로 꿈을 많이 꾸는 REM 수면의 기간이 지나치게 늘어나거나 혹은 자면서 꿈이 너무 많아지면 잠을 푹 못 자는 느낌을 갖게 되는 경우가 많습니다.출처 : 대한수면의학회 - 꿈
화학
Q. 고기는 연육 작용을 거치거나 숙성을 하면 부드러워 진다는데 과학적으로 어떤 성분이 변화가 일어나는건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 연육제는 고기를 연하게 만들기 위해서 쓰이는 첨가제입니다. 이러한 연육제에는 식물성 첨가물과 화학적 첨가물이 있습니다. 보통 소고기 등은 도축한 후 수일이 지나면 연화 되지만 질이 낮은 경우 질겨지고 이를 연하게 만들게 해주는 것이 바로 연육제입니다. 이 연육제의 원리는 고기의 지방과 단백질의 결합을 느슨하게 하여 질긴 고기를 소화하기 쉬운 형태로 변형시키는 것입니다. 천연 연육제는 식물성 첨가물로써 과일과 같은 곳에 존재하는 연육제를 이야기합니다. 연육제란 위에서 설명한 것처럼 고기를 부드럽게 하는 것으로 이러한 천연 연육제에는 proteinase가 들어가 있습니다. Proteinase는 단백질 분해효소로서 단백질의 결합을 분해하는 것을 이야기 합니다. 지방을 분해하는 효소가 Lipase인 것과 같은 맥락입니다.출처 : 식약지킴이 - 고기를 더 부드럽게~~ 천연 연육제에는 무엇이 있을까?
생물·생명
Q. 수족관 가면 해파리가 예쁜게 많던데 나쁜건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 해파리는 주로 먹는 먹이는 플랑크톤이나 어린 물고기다. 촉수에 먹이가 붙으면 찌릿하게 독침을 한 방 쏘아 꼼짝 못하게 마비시키며, 입과 항문의 구분이 없어 입으로 먹은 음식을 다 소화시킨 다음엔 배설물을 다시 입을 통해 배출시킨다. 해파리 중에는 형광을 띠는 단백질(GFP, Green Fluorescent Protein)을 가진 종류(Aequorea victoria)가 있는데, 이게 유전공학에서 꽤 인기가 좋다. 연구용 유전자를 새로 삽입할 때 형광 단백질을 만드는 유전자도 같이 붙여놔서 '연구용 유전자가 제대로 활동하는지' 확인하는 생물학적 마커로 쓸 수 있기 때문이다. 로저 첸, 마틴 챌피, 시모무라 오사무 이렇게 3명이 녹색 형광 단백질(GFP) 연구로 2008년 노벨화학상을 수상하였다. 실제 미국 연안에서 해파리를 수도 없이 잡아서 연구를 했다고. 해파리는 가오리와 함께 바다 생물 중에서 압도적으로 많은 사상자를 낸 생물이다. 대부분이 독이 있는 촉수를 가지고 있기 때문. 따라서 해파리가 대량으로 바다에 발생하면 해수욕장이 폐쇄된다. 이 독은 대개 매우 치명적이며, 가려움증만 줬다 마는 정도에서 5시간 안에 목숨을 앗아갈 수 있을 정도로 심한 것까지 가지각색이다. 전 세계에서 상어에게 공격당해 죽는 사람보다 해파리 독에 사망하는 사람이 훨씬 더 많다.해파리의 촉수에는 빽빽하게 독침 세포가 있다. 자포라고도 불리는 이 세포에는 방아쇠 같은 돌기가 있어 이 돌기가 어디에 걸려 눕혀지면 자동으로 세포 내부의 독침이 발사된다. 독침은 약 10밀리초(100분의 1초)만에 발사된다. 실제 해파리에게 쏘였다는 것은, 수천개의 미세한 독침 세포에 여러 방 찔렸다는 의미다. 간혹 촉수 한 줄당 한 개씩 독침이 있다고 생각하는 경우가 있지만 아니다. 영화 등에서 촉수가 '휘감기듯 달라붙는' 것이 해파리의 공격 방식인 것이다. 닿으면 닿는대로 그 범위의 독침세포가 몽땅 발사되며, 해파리에 쏘인 부위가 마치 채찍에 맞은 것처럼 붉은 선이 그어지는 것은 이 때문이다. 피부가 두꺼운 대형 해양생물들도 개복치나 바다거북처럼 피부가 굉장히 튼튼한 동물들이 아닌 이상 이 독침 세포 때문에 해파리를 잘 공격하지 않는데, 피부가 약한 사람은 오죽할까.출처 : 나무위키 - 해파리
토목공학
Q. 보통 태풍보면 우리나라 오려다가 일본으로 꺾일 때 많은 거 같은데 이유 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구 대기에 생기는 대규모 파동이나 소용돌이는 코리올리의 힘이 위도에 따라 변하기 때문에 서쪽으로 이동하려는 성질이 있습니다. 태풍과 같은 소용돌이는 베타 효과를 비롯해 북쪽으로 이동하려는 자신의 성질인 ‘베타 자이로(beta gyro)’가 합쳐진 결과, 북서쪽으로 천천히 이동합니다. 이렇게 태풍이 북서쪽으로 이동하는 현상은 상공의 대규모 바람이 매우 약할 때 현저하게 나타납니다. 태풍 진로는 상공의 바람과 밀접한 관계가 있습니다.태평양 고기압이 일본의 동쪽에서 서쪽으로 확장하고 있습니다. 대부분의 바람은 고기압 남쪽의 바람은 동쪽으로 기울고 북쪽의 바람은 서쪽으로 기웁니다. 태풍은 이 흐름을 타고 이동합니다. 태평양 고기압은 한여름에 서쪽으로 가장 많이 확장하기 때문에 태풍은 전향 지점인 일본의 서쪽을 크게 돌아 북상합니다. 그러다가 가을이 다가오면 태평양 고기압이 약해져 동쪽으로 후퇴하기 때문에 전향 지점도 동쪽으로 이동해 일본의 혼슈로 접근하는 경우가 많아집니다.태풍은 전향 후 편서풍대로 진입합니다. 편서풍대는 일반적으로 서풍이 강하기 때문에 태풍은 속도를 높여 북동쪽으로 신속히 빠져나갑니다. 결국 태풍 경로는 상공의 대규모 흐름에 좌우되며 편서풍의 위치와 강도, 태평양 고기압의 계절에 따른 변화에 좌우됨을 알 수 있습니다.출처 : 보누스 출판사 - 태풍이 자꾸 일본으로 가는 과학적 이유
화학
Q. 요 자동차에 냉각수는 어떤 성분으로 되어 있길래 영하가 되어도 자동차 내에서 얼지 않고 있을 수가 있는 건가요??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 부동액은 어떤 성분으로 구성되어 있을까? 부동액은 물과 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 섞어 만든 혼합용액이다. 물은 부동액의 주성분으로 사용하기에 좋은 물질이다. 그 이유는 물이 물질 중에서 비열이 가장 큰 액체 중 하나이기 때문이다. 비열이 크다는 말은 다시 말해서 다른 물질에 비해 같은 양으로 더 많은 열을 흡수할 수 있다는 것이다. 또한 유동성이 좋아서 온도가 높은 엔진 내부로부터 냉각 코일 혹은 호스 사이를 순환시키기에도 적합한 물질이다. 그러나 물은 겨울철에 영하로 온도가 내려가면 얼게 되고, 그것을 담고 있는 용기는 견디지 못하고 부서진다. 겨울에 땅에 깊이 묻지 않은 수도관이 터지는 것도 같은 이유이다. 물은 얼게 되면 부피가 팽창하는 화학물질이므로 엔진 혹은 호스가 부피 팽창만큼을 흡수하지 못한다면 부서져 버릴 것이다. 그러므로 얼지 않는 액체를 만들려면 다른 성분을 첨가하는데 그것이 바로 에틸렌글리콜이다. 단순히 엔진의 열을 식혀주는 냉각의 기능만 있다면 냉각수라 불러야 될 것 같은데, 부동액(不凍液)이라 부르는 것도 얼지 않는다는 의미를 강조한 것이라 여겨진다.출처 : 대명케미칼 - 부동액
지구과학·천문우주
Q. 에베레이트 산은 왜 날카롭게 생긴건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 산은 조륙운동(造陸運動) · 조산운동(造山運動) · 화산작용 및 암판(plate)의 이동작용 등과 같은 지구 내부에서 일어나는 내인적 작용(內因的作用)과 풍화 · 침식 · 운반 · 퇴적 등 지각의 외부에서 작용하는 외인적 작용(外因的作用)의 결합으로 형성된다.(출처 : 한국민족문화대백과사전-산) 산은 저런 지각 활동이나 화산 폭발등에 의해서 만들어집니다. 그렇게 솟아 오른 산은 중력에 의해서 떨어지는 것들은 아래로 떨어지게 되고 또한 자연 현상인 풍화 침식등에 의해서 깍이면서 뽀죡하게 되는 것입니다.
생물·생명
Q. 왜 삶은 계란 껍질은 잘 벗겨지기도 하고 그렇지 않기도 한가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 계란 껍데기를 잘 까기 위해서는 삶은 직후 찬물에 넣어두는 것이 가장 효과적인데요! 그 이유는 무엇일까요? 계란을 삶을 때, 껍데기 안에서 팽창한 흰자는 껍데기 안쪽의 ‘난각막’과 달라붙게 됩니다. ‘난각막’과 단단하게 달라붙은 계란 껍데기는 쉽게 까지지 않아 계란에 상처 나기가 쉬운데요, 찬물에 담가두면 안쪽의 막과 흰자가 수축에 의해 분리되면서 껍데기가 잘 까진다고 합니다.출처 : 식약지킴이 - 가장 이상적인 계란 껍데기 까는 법
화학
Q. 코를 고는 원인이 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 코골이는 수면 중 호흡 기류가 기도를 지나면서 연구개와 구개수(목젖)을 비롯한 목 주위 부분을 진동시켜 발생하는 소리를 말한다.가장 큰 원인은 비만으로 인해 불어난 살이 압박하는 것이지만 비만 외에도 다양한 개개인의 코골이의 원인이 있기에 명확한 원인진단은 쉽지 않다. 물론 100kg가 넘는 비만이어도 안고는 사람은 안골고, 깡마른 사람도 코골이가 매우 심한 사람도 있다. 즉 케바케다.보통 비만 외에는 성인, 남자, 아래턱이 작고 뒤로 쳐짐, 목이 짧고 굵음, 음주, 흡연, 비염, 부정교합을 원인으로 꼽는다. 이는 목젖 주위가 좁기 때문인데 각성상태에서는 누워있어도 인체의 작용으로 몸이 알아서 기도 주변 공간을 확보하지만 무의식 상태가 되는 수면 시에는 인체가 누우면서 목젖 주변 부위를 압박하게 되며, 이 과정에서 생긴 좁은 틈으로 호흡작용으로 공기가 이동하면서 생기는 마찰로 인해 자연스럽게 소리가 발생되는 것이다. 방귀가 소리가 나는 원리와 비슷하다.인간은 20대 중반부터 성장 호르몬 분비가 급격히 줄어 살이 찌기 쉽기 때문에 코를 골 가능성이 증가한다.출처 : 나무위키 - 코골이
전기·전자
Q. 공기 청정기의 원리가 궁금합니다 공기 청정기의 효과원리에 대해서
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우리가 쓰는 공기청정기는 우리 몸에 좋지 않은 세균, 미세먼지 등을 비롯해 유해한 가스와 냄새까지도 제거하는 역할을 합니다. 공기청정기는 크게 필터와 전기 그리고 물로 오염물질을 없애는 세 가지 종류로 나누어지는데 우리가 쓰는 대부분의 공기청정기는 필터식 공기청정기로 쉽게 생각해 선풍기에 필터를 달았다고 생각하면 됩니다. 선풍기의 날개를 통해 빨아들인 공기에서 나쁜 물질을 걸러내는 필터를 추가한 것이 공기청정기 원리입니다. 기계를 작동시키면 내장되어 있는 팬이 돌면서 밖의 공기가 공기청정기 내부로 흡입됩니다. 공기 중에 나쁜 물질들은 필터를 통해 흡착과 여과를 단계별로 반복하게 되는데, 크기가 큰 먼지부터 눈에 잘 보이지 않는 것까지 걸러냅니다. 공기청정기 원리 중에 중요한 건 필터에 따라서 걸러질 수 있는 정도가 달라진다는 겁니다. 공기 중에 떠있는 고체입자는 우리 눈에 보이는 것과 그렇지 않은 것이 섞여있는데, 요즘 심각성을 띠는 미세먼지는 10마이크로미터 이하의 경우입니다. 그래서 많은 분들이 공기청정기를 선택할 때 헤파 필터를 중요시하는 거죠. 헤피필터는 작은 0.3마이크로미터의 크기의 입자를 한번만 통과시켜도 약 99.97%가 제거된다고 알려져 있습니다.출처 : 공기청정기 스마트하게 알고 쓰자! - 청호나이스