안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
화학공학
Q. 아라미드라는 섬유의 과학적 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.아미드결합 - CONH가 벤젠고리와 같은 방향족고리를 결합시켜 고분자 폴리아미드를 형성하고 있다. 인장강도, 강인성(强靭性), 내열성이 뛰어나며 고강력·고탄성률을 갖고 있다. 5mm 정도 굵기의 가느다란 실이지만, 2t의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 힘을 가지고 있다.불에 타거나 녹지 않으며, 500℃가 넘어야 비로소 검게 탄화(炭化)한다. 또 아무리 힘을 가해도 늘어나지 않아 가장 좋은 플라스틱 보강재(補强材)로 꼽힌다. 이런 장점이 있으므로 방탄재킷이나 방탄 헬멧 등 군수물자와 골프채, 테니스 라켓 등을 만드는 데 알맞은 소재이다. 보잉 747 등 항공기의 내부골재(內部骨材)는 이 섬유로 보강된 에폭시수지(FRP)를 쓴다.1984년 한국과학기술연구원(KIST) 윤한식(尹漢殖) 박사팀이 미국·네덜란드에 이어 세계에서 3번째로 아라미드를 개발했으며,1992년에는아라미드섬유의 단점인 역거동성(逆擧動性:주위의 온도상승에 따라 팽창하는 물질의 일반적 속성과 반대로 온도가 올라가면 수축하는 성 질)을 없앤 신아라미드섬유 개발에 성공했다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 가속 팽창이 점점 빨라지는 데, 우주가 이를 견뎌낼 수 있을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우주는 한 점 혹은 먼지 하나에서 시작해서 지금까지 계속 팽창하고 있습니다. 우주 공간은 암흑공간 자체이자 무의 공간이라고 생각하시면 됩니다. 우주 밖에는 또 다른 차원의 공간이 존재할 거라 생각됩니다. 그 공간의 상태를 모르기에 잘 알 수 업숍니다.
전기·전자
Q. 칫솔 살균기의 원리가 궁금합니다.어떤 원리로 살균이 되는건가요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.칫솔 살균기는 살균기 내부에 자와선등을 장착해서 자외선으로 살균하는 방식입니다. 크기도 다양합니다.
전기·전자
Q. 공기 청정기의 원리가 궁금합니다 공기 청정기의 효과원리에 대해서
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.공기청정기는 기계 내부에 필터를 설치해서 공기를 빨아들여 필터로 공기를 정화해서 내보내는 방식 입니다. 해파필터를 주로 사용하며, 제조사마다 다양한 기능성 필터를 사용합니다.
화학
Q. 글루탐산이 많이 들어있는 음식을 먹게 되면 갈증이 느끼는 이유가 무엇일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.일본에서는 MSG의 신기한 맛을우마미라고 합니다. 우리말로감칠맛이라는 뜻인데요.MSG는 음식의 감칠맛을 현저히향상시키며 음식의 전반적인 맛을좋게 합니다.그래서 MSG가 들어간 음식은 더맛있게 느껴지기 때문에 가급적적은 양의 식품을 섭취할 수 있죠.식욕조절이 가능하다는 얘기입니다.또 MSG는 소금을 대체할 수 있는성질이 있습니다. 즉 염분이 주 성분이다 보니 소금과 비슷하게갈증을 유발하게 됩니다.
생물·생명
Q. 음식에 자연적으로 있는 글루탐산 MSG와 합성으로 만든 MSG간의 건강상의 차이가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.글루탐산나트륨은 대다수의 사람들에게안전한 식품첨가물이지만 일부 사람에겐부작용을 경험할 수 있습니다.1968년 중국계 미국인 의사가 MSG가든 음식을 먹었더니 뒷목에 마비가 오고어지럼증 등의 이상 증상이 나타난다고밝히면서 중국음식을 먹은 뒤 많이나타난다고 하여 중국음식 증후군이라는이름까지 생겼다고 하지요.이러한 증상은 20분~2시간 사이에발생하는데 두통, 발한, 약한 현기증,불안감, 팔과 얼굴의 저림, 위장장애등이 경미하게 나타날 수 있습니다.또 몇몇 사람은 MSG에 대한 알레르기반응을 보일 수 있는데요. 피부 발진,가려움, 호흡곤란 등입니다.또 몇몇 연구에 의하면 MSG는식욕을 높이고 체중 증가에 영향을줄 수 있다고 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 인류가 발견한 블랙홀 중에서 가장 무겁고, 가벼운 블랙홀에 대해 알려 주세요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.메시에 87의 은하핵에서 발견된 초대질량 블랙홀의 첫 번째 직접적인 이미지.[1][2] 이 조망은 은하 제트 중 하나를 다소 위에서 내려다 본 것이다.[3] 한 강착원반이 아니고, 마이크로파 범위 (1.3mm)의 싱크로트론 복사를 보여준다. 이 빛은 제트기 바닥의 플라즈마 소용돌이에 잡힌 전자들에 의해 방출되었다.[4] 이 파장의 복사는 강착원반의 방출을 지배하는 것으로 생각되는 열적 특징을 드러내지 않는다. 싱크로트론 복사는 고리를 생성하는 블랙홀의 광자구와 상호작용한 후에 표시된다. 어두운 중앙의 특징은 사건의 지평선과 지구 사이에 경로가 존재하지 않는 영역을 나타낸다. 광자구의 가장자리는 도플러 분사출로 인해 밝기의 비대칭을 보여준다. 이 이미지는 2019년에 사건 지평선 망원경 협업을 통해 공개되었다.거대 타원 은하 메시에 87에 있는 블랙홀과 우리 은하의 중심(궁수자리 A*)에 있는 블랙홀 두 개의 초대질량 블랙홀들이 사건 지평선 망원경(Event Horizon Telescope)으로 직접적으로 이미지화되었다.그런데 최근 새로운 관측을 통해 빈 간극에 새로운 블랙홀 질량을 추가하게 되었다. 천문학자들은 남 아프리카 사막에 있는 대규모 전파 망원경 어레이 MeerKAT을 활용해 구상성단 NGC 1851을 관측 했다. 그 속에서 1초에 170번 이상 빠르게 자전하 면서 에너지를 토해내고 있는 펄사 PSR J0514-4 002E를 포착했다. 그런데 이 펄사의 주기가 마냥 일정하지 않았다. 조금씩 그 주기가 뒤틀리고 있었 다. 이것은 펄사에 해당하는 중성자별 근처에 또 다 른 육중한 천체가 함께 짝을 이뤄 궤도를 돌고 있다 는 것을 의미한다.천문학자들은 동반성의 정체를 확인하기 위해 허블 우주 망원경 관측을 진행했다. 그런데 그 어떤 빛도 감지할 수 없었다. 즉 이 펄사 곁에는 빛을 내지는 않지만 아주 육중한 질량을 가진 무언가가 짝을 이 루고 있다는 의미다. 펄사의 궤도가 뒤흔들리는 정 도를 통해 추정한 동반성의 질량은 태양 질량의 2.09~2.71배에 해당한다. 놀랍게도 딱 아직까지 채 워지지 못한 블랙홀 질량 간극의 하한 범위에 들어가는 수치다.
지구과학·천문우주
Q. 50억년 뒤 태양계가 폭발하면 인류는 살아남을 수 없는 거겠죠?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.앞으로 약 50억 년 후 우리 후손들에게는 끔찍한 운명이 닥치게 된다. 핵융합의 불씨가 서서히 멎어가면서 태양이 거대한 적색거성으로 부풀어오르고, 결국 이글거리는 태양 표면이 지구 코앞까지 다다르게 되는 것. 이건 우주의 법칙이 변하지 않는 한 반드시 벌어질 필연적인 일이다. 우리 후손들이 정말 운좋게 크게 싸우지 않고 50억 년 가까이 지구에서 오손도손 살아간다 하더라도 이 운명은 피할 수 없다. 하늘에서 서서히 다가오는 태양 표면을 바라보며 기도하는 수밖에 없을 것이다. 생존 전략은 한 가지. 거대하게 부푼 태양으로부터 멀리 태양계 외곽 행성으로 도망가는 것이다. 이를테면 목성과 토성 궤도 정도로 인류가 이주하는 것을 생각해볼 수 있다. 태양이 적색거성으로 크게 부푼다면 그때쯤이면 목성, 토성 궤도 정도가 오히려 태양 빛을 적당히 받는 골디락스존에 들어올 수 있다. 50억 년 후라면 태양계 외곽까지는 어렵지 않게 여행하는 시대가 되지 않을까 하는 막연한 기대를 해본다. 우리의 후손들에게 부디 천문학적 행운이 함께 하길…. 그런데 목성, 토성으로의 이주 계획이 성공하려면 한 가지 중요한 전제 조건이 필요하다. 태양이 적색거성을 거쳐 거대한 폭발과 함께 사라지고 백색왜성만 남기게 되더라도, 목성과 토성이 아예 파괴되지 않고 살아남아야 한다. 태양계 안쪽 궤도를 도는 수금지화 암석 행성은 거대하게 부푼 태양 표면에 잡아먹힐 것이다. 그에 비해 태양계 외곽을 도는 가스 행성들의 운명은 장담하기 어렵다. 거센 태양의 폭발에 휩싸여 가스 행성들도 산산이 파괴될지, 아니면 그 폭풍 속에서도 살아남아 결국 백색왜성이 된 태양 곁을 꿋꿋하게 맴돌지…. 최근 제임스 웹이 우리 후손들에게 작은 희망이 될지 모르는 흥미로운 현장을 발견했다. 오래전 폭발과 함께 사라진 백색왜성 곁에서 꿋꿋하게 궤도를 돌며 생존한 가스형 외계행성을 포착한 것이다! 중심의 별이 폭발하더라도 곁의 행성이 파괴되지 않고 살아남을 수 있다는 놀라운 가능성을 보여준다.
전기·전자
Q. 볼펜 색깔의 원리는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.볼펜에 들어 있는 잉크의 색상이 다릅니다. 각 색상의 잉크들은 다른 색상의 염료(안료)를 혼합해서 만듭니다. 대부분 시아닌 계열이나 유기 염료나 안료를 사용합니다.
생물·생명
Q. 옛날 인류들은 옷도 없이 어떻게 생명을 유지했을까요? 쉽게 죽었나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.동물의 가죽을 이용했거나, 나뭇가지 나뭇잎 등을 엮어서 입기도 했습니다. 그만큼 추위에 취약했을거라 판단되구요. 동굴이나 땅굴에 살다가 움막을 지어서 집의 개념을 만들어 냈습니다. 불을 이용하게 되면서 추위를 이겨낼 수 있었습니다.