안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
화학
Q. 환기시키는 것만으로도 세균증식을 막을 수 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 총부유세균이란 공기 중에 떠있는 일반세균과 병원성 세균으로 1년 내내 실내공기에 존재합니다.총 부유세균은 먼지나 수증기 등에 붙어 생존하며, 스스로 번식하는 생물학적 오염요소로 실내공기질 관리가 소홀하면 순식간에 고농도로 증식합니다. 따라서, 실내에서 생활하는 사람들의 청결상태, 행동양상, 청소상태, 환기상태 등이 총부유세균과 밀접한 연관이 있습니다.출처 : 환경보건종합시스템 - 총부유세균이란
생물·생명
Q. 개의 후각이 사람보다 엄청 뛰어난 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 사람이 감각 중 70%를 시각에 의지하는 반면 개는 50% 이상을 후각에 의지합니다. 개의 후각이 발달 할수 있었던 원인은 야생 생활 습관에서 비롯된 것으로추측되는데요. 이렇게 개의 뛰어난 후각을 이용해 사람에게 도움을 주고 있습니다. 경찰견이나 마약 탐지견과 같은 친구들이 그 사례이죠. 그런데 개들이 이렇게 특별히 냄새를 잘 맡는 이유는무엇일까요? 개의 조상이 야생에서 생활하고 있었을때부터 발달되어 온 능력이라고 추측합니다. 인간이약 500만 개의 후각 세포를 가지고 있는 것에 비해개는 약 2억~30억 개의 후각세포를 가지고 있어 사람의 약 44배에 달하는데요. 개의 후각은 사람의 약1000~1억 배 정도 더 뛰어납니다. 코 속 깊은 곳에서냄새를 감지하는 후상피의 표면적은 견종에 따라 차이를 보이지만 사람의 약 50∼60배로 확인됐어요. 개의 코가 항상 촉촉하게 젖어 있는 것도 냄새 입자를 쉽게 포착하여 냄새를 보다 더 잘 맡기 위해서입니다. 또한 개는 특별하게 입에서도 냄새를 맡을 수 있어요.개의 입천장에는 사람에게 없는 제이콥슨 기관이라는특별한 구조를 가지고 있어요. 그래서 입으로도 냄새를 맡을 수 있다고 할 수 있습니다. 코로 숨을 쉴 때마다 개의 입천장 작은 도관을 통해 후각세포를 통과하는 공기의 양을 증대시켜, 냄새 입자를 입속에서도 맡을 수 있어요. 수많은 냄새 중에서도 개가 특히 민감하게 느끼는 것은 동물의 오줌이나 땀에 포함되어있는 지방산의 냄새예요. 산책을 하는 도중에 개가 전신주 등에 킁킁거리며 냄새를 맡고 그곳에 실례를 하는 일이 있죠. 다른 개의 냄새를 식별하고, 다른 개의 냄새가 남아 있는 장소에 자신의 채취를 남기는 것이에요.출처 : 국립생태원 - 개가 냄새를 잘 맡는 이유는 '후각세포' 차이
전기·전자
Q. 하이브리드 자동차의 장단점은 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 하이브리드 자동차의 가장 큰 장점은 높은 연비에요. 하이브리드 자동차가 높은 연비를 자랑할 수 있는 이유는 가솔린 엔진과 전기모터가 적절하게 조화되어 있기 때문이죠. 하이브리드 자동차는 출발하거나, 가속, 감속이 되었을 때에는 가솔린 엔진과 전기모터가 같이 사용되어 배터리를 저장하고 출력하며 연료 소모를 줄이는 기능을 가지고 있어요. 또한 무게 중심 부분에 배터리가 들어가기 때문에 코너링이 안정적이며 전기모터를 사용하기 때문에 소음도 적어요. 그리고 무엇보다 친환경 차량으로 분류되어 경제적인 혜택도 추가적으로 받을 수 있어요. 단점으로는 큰 엔진과 40kg이 넘는 배터리가 트렁크에 위치해 있기 때문에 트렁크의 용량이 작다는 단점이 있어요. 최근에는 배터리를 트렁크 아래에 위치시킴으로써 트렁크 용량을 개선하기도 했어요. 또한 내연기관 차량보다 자동차 가격이 비싸죠. 가격이 올라가는 가장 큰 이유는 전기모터와 대용량 배터리 탑재 때문이에요. 또한 하이브리드 자동차의 특성상 구조가 복잡하게 되어있기 때문에 수리 비용이 내연기관 차량보다 많이 발생할 수 있어요.출처 : 현대shop - 하이브리드 자동차에 대한 모든것!
전기·전자
Q. 정전기는 어떤이유로만들어지며, 전기로 사용할 방법은 없나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 정전기는 전하가 정지 상태로 존재해 시간에 따라 분포가 변하지 않는 전기를 말합니다. 정전기의 원인인 전하의 불균형은 전기적 성질이 다른 두 물체의 표면을 서로 접촉한 후에 떼어낼 때 전하가 옮겨가면서 생겨납니다. 그러면 한쪽은 양전하, 한쪽은 음전하를 띠게 되는데 이때 다른 물체와 마찰하여 어느 정도 이상의 전하가 쌓이면 적절한 유전체에 닿았을 때 전위차에 의해 전하가 불꽃을 띠며 이동 합니다. 이 현상이 우리가 생활에서 겪게 되는 정전기입니다. 그러나 산업현장에서는 정전기의 자그마한 불꽃이 화재를 일으킬 수도 있으니 조심해야 합니다. 정전기는 순간전압이 매우 높기 때문에 가스와 먼지 등 인화성 물질과 만나면 폭발을 일으킬 수도 있습니다. 정전기로 인한 주유소 화재 사건은 빈번하게 일어나고 있습니다. 그래서 셀프주유소에는 '정전기 방지 패드'를, 유조선은 '접지 장치'를 통해 정전기를 예방할 수 있도록 조치를 취하고 있습니다. 웨어러블 기기의 수요가 늘어나면서 정전기를 활용한 자가발전장치인 나노발전기의 연구가 활발해지고 있습니다. 나노발전기란 일상생활 속 인체 움직임 등에서 발생하는 기계적 에너지로 전기 에너지를 수확하는 첨단 기술입니다. 나노발전기는 충전이나 배터리 교체가 필요 없이 자가발전이 가능해 새로운 전력 공급원이자 반영구적 전원 장치로 주목받고 있습니다. 이러한 나노발전기 또한 정전기 의 마찰 성질을 이용합니다.출처 : 한국동서발전 - 찌릿찌릿 정전기, 알고 보면 유용한 자원!
기계공학
Q. 자동차 사고 시 피해발생을 저감해주는 안전벨트에 대해서
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 안전띠는 충돌사고 때 생존 확률을 50~75%나 높여 줍니다. 이런 이유로 생명띠'라고도 하죠. 안전띠의 주요 역할은 *관성 으로 자동차 탑승자가 앞 유리창 밖으로 튀어 나가는 것을 방지하도록 하는 것인데요. 안전띠가 어떻게 작동하는지 조금 더 자세히 알아볼까요?*관성이란?관성이란 정지한 물체는 정지해 있으려고 하고, 움직이는 물체는 계속 움직이려고 하는 성질이에요. 달리는 차안에 있는 탑 승자는 자동차와 함께 계속 움직이려는 성질을 가지고 있어요. 그런데 자동차가 무언가와 충돌하여 갑자기 멈추게 되면, 계 속 움직이려는 성질의 탑승자는 자동차와 함께 멈추지 못하고 앞쪽으로 쏠리거나 튕겨져 나가버립니다.안전띠 내부에는 ELR(Emergency Locking Retractor)이라는 장치가 있어요. 이름이 길고 복잡해서 어렵게 느껴지겠지만, 그렇게 어려운 장치는 아니 랍니다. 간단히 이야기하자면 ELR은 안전띠를 잡아당기는 장치에요. 보통 때는 느슨하게 풀어져 있는 안전띠를 급제동이나 자동차 충돌이 발생하 면, 순간적으로 잡아당겨서 운전자의 몸을 잡아주죠. 운전자가 위험할 것 같다! 싶으면, 운전자의 몸을 꼬옥 잡아주는 고마운 장치랍니다.그림1. 은 ELR 장치의 내부 구조를 나타낸 그림이에요. 가운데를 보면 기다란 막대가 있는데, 막대 아래 달린 무거운 추가 보이나요? 이 무거운 추는 자동차가 쏠리는 방향으로 함께 움직이는데요. 만약, 자동차가 장애물과 충돌해서 앞쪽으로 쏠리면 무거운 추도 함께 앞쪽으로 움직인답니다. 이렇게 무거운 추가 움직이면 추가 달린 막대가 기울면서, 톱니바퀴를 움직이지 못하게 잡아주는 것이죠. 그럼 1.에서 점선으로 표시된 부분이 무거 문 추가 움직였을 때를 나타낸 것인데, 막대 끝 부분이 톱니바퀴에 걸려 있죠? 톱니바퀴는 안전띠를 풀어주는 역할을 하는데, 가운데 축이 톱니바 퀴에 걸리면, 움직일 수가 없어서 안전띠가 더 이상 풀리지 않는 것이랍니다.출처 : 교통안전공단 블로그 - 안전띠와 에어백은 우리를 어떻게 보호해줄까?
생물·생명
Q. 갑작스런 공포나 긴장된 상태에 직면할시 배고픔을 못느끼는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우리의 몸이 갑작스러운 공포나 긴장된 상태가 되면 교감신경이 긴급 상황에 반응해서 동맥이 넓어지면서 심장박동수가 증가하고 소화기관의 동맥은 수축하면서 혈액이 뇌와 심장과 근육으로 집중됩니다. 그래서 배고픔을 잊게 되는 것입니다.
전기·전자
Q. 드론쇼는 도대체 어떻게 하는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 수많은 드론이 한꺼번에 비행하며 조직적 움직임을 만들어 내려면 더 많은 부분에서 자동화된 제어가 이뤄져야 한다. 평창 드론쇼를 예로 들면 오륜기∙수호랑 등 구체적 대상의 모양이 점으로 표시된 후 드론이 각 점의 위치로 이동해야 한다. 이때 조종자는 각 드론의 위치를 센티미터(㎝) 단위 정확도로 제어할 수 있어야 한다.평창 드론쇼를 연출한 ‘슈팅스타’ 드론 팀은 지상에 베이스 스테이션(base station)을 두고 GPS의 위치 정확도를 높인 RTK(Real-Time Kinematic) GPS를 이용해 드론 위치를 인식했다. 모든 드론의 위치를 정확히 측정, 원하는 방향으로 움직여 특정 형상을 만들어내는 일은 흡사 1000개의 바둑돌을 동시에 움직이는 것과 같다. 그 작업을 한 사람이 동시에 수행하는 것, 바로 그 일을 슈팅스타 팀이 평창에서 해냈다.출처 : 삼성 뉴스룸 - 밤하늘 화려하게 수놓는 ‘드론쇼’, 그 이면엔 어떤 기술이?
생물·생명
Q. 글루타치온은 어떤 아미노산의 중합체인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 글루타치온은 글루탐산, 시스테인, 글리신만으로 합성으로 된 아미노산 중합체의 일종으로 대표적인 항산화제 중 하나다. 대사과정에서 발생하는 활성산소를 제거하여 안전하게 배출하는 역할을 한다. 모든 세포는 글루타치온을 합성하지만 대부분은 주로 간에서 합성되며 직접 활성산소와 결합하기도 하고 일종의 촉매의 역할을 하기도 하면서 활성산소를 안전한 형태로 전환한다.출처 : 나무위키 - 글루타치온
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 오래 체류하면 몸에 어떤 문제가 생기며 그이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. ● 지구 위에서의 환경에 맞추어져 있는 몸원래 우리의 몸은 이 지구에서 살기에 가장 적합하게 맞추어져 있습니다. 지구에 있는 공기가 누르는 기압과, 지구가 잡아당기는 힘인 중력에 맞추어 근육과 뼈가 구성되어 있습니다. 그런데 지구를 벗어난 우주선에서는 지구가 잡아당기는 중력이 거의 없어서 인간의 몸에 변화가 생기게 됩니다. ● 키는 커지나 뼈와 근육은 약해져요중력이 없으면 뼈와 뼈 사이의 공간이 벌어지게 되고 평균적으로 키가 5-8cm 정도 더 커지게 됩니다. 하지만 무중력 상태에서는 뼈가 하는 일이 줄어들게 되어 뼈를 지탱하고 있는 칼슘 성분이 빠져나옵니다. 우주에서 한 달 머무르게 되면 전체 뼈에서 1% 정도의 칼슘이 빠져 나온다고 합니다. 만일 화성을 가게 된다면 몇 달씩 걸리므로 많은 칼슘을 잃어버리게 되는 것이지요. 또한 근육도 중력을 이길 필요가 없기 때문에 힘을 덜 쓰게 되고 따라서 근육을 이용한 힘도 많이 떨어지게 됩니다. 그래서 우주인들은 우주선 안에서라도 운동을 정기적으로 하고 칼슘 성분이 많이 들어 있는 식품을 먹는답니다. ● 혈액의 변화로 얼굴이 부어요우리 몸 속의 혈액은 심장에서 나와 머리와 다리 등 온 몸으로 순환을 합니다. 지구에서는 중력이 혈액에도 영향을 주어 머리보다는 다리 쪽의 혈압이 높습니다. 그런데 중력이 없는 상태에서는 혈액을 잡아당기는 힘이 없기 때문에 온 몸의 혈압이 모두 같아지게 되지요. 따라서 지구에서보다 머리 쪽으로 혈액이 많이 쏠리게 되고 얼굴이 붓게 됩니다. ● 멀미도 나고 잠을 자기가 어려워요우리의 귓속에는 균형을 잡는 내이라는 것이 있어요. 그런데 중력이 없으면 내이가 위아래를 구분하지 못해서 비틀거리게 되고 메스껍거나 멀미, 두통을 느끼게 된답니다. 게다가 우주선에서는 잠을 잘 못 잡니다. 지구에서는 하루 동안 낮과 밤이 바뀌지만 우주선은 하루에도 지구를 몇 바퀴씩 돌아 낮과 밤이 여러 번 오기 때문에 제대로 잠을 잘 수가 없습니다. ● 눈에도 이상이 올 수 있어요중력은 사람 눈에도 중요하다는 다른 연구도 발표되었답니다. 공군항공우주의료원의 정기영 원장은 “우주에서는 머리 쪽으로 흐르는 피를 잡아당기는 중력이 없어서 안압이 높아진다”고 말했습니다. 여기서 안압이란 안구(눈알)의 압력을 말합니다. 또한 정기영 원장은 “우주에서 이소연 박사의 안압이 증가한 것으로 측정됐다”고 말했습니다. 만약에 안압이 일정 수치 이상으로 높아지면 녹내장이라는 병이 발생해 시력이 손상될 수도 있다고 합니다. 따라서 우주에서의 눈에 대한 다음 연구가 계속 진행되고 있답니다. 다행인 것은 우주선 안에서 이렇게 신체변화를 겪어도 지구로 돌아와 일정기간이 지나면 원래 상태로 돌아오게 됩니다. 하지만 아주 장기적으로 우주에서 생활한다면, 이런 몸의 변화가 심각한 위험을 가져올지도 모릅니다. 그래서 우주과학자들은 몸의 변화에 대해서 연구하고 있는 것입니다. 또한 우주선에 탑승하는 우주인들도 건강한 신체를 유지하기 위해서 훈련을 많이 받아야 하는 것입니다. 출처: 교육부 공식 블로그:티스토리 - 우주선 안에서 변하는 몸!
전기·전자
Q. 커패시터는 회로에서 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 흔히 '콘덴서'라고도 불리는데, 영미권에서는 'condensor'라는 단어가 축전기를 뜻하기도 하지만 주로 응축기의 의미로 사용되는 경우가 많다.전자/전기 회로에 있어서 전기를 모으고, 방출하기 위하여 사용하는 부품. 다른 명칭으로는 커패시터(capacitor)라고 하며 줄여서 "캡"(cap)이라고 부르기도 한다 전압이 높을 때에는 전하를 모으고(충전) 전압이 낮으면 전하를 방출(방전)하여 전원 전압과 동일한 크기의 전위차를 유지하려 한다. 그러므로 직류 전원에 연결하면 전하가 충전되는 짧은 시간동안 전류 크기가 감소하다가 결국 전류가 흐르지 못하게 된다. 이는 다른 말로 전압의 변화에 저항하여 전압의 급격한 변화를 막아준다는 뜻이다.출처 : 나무위키 - 캐패시터