안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 지구과학 용어 중에 비단열 과정이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.화학 반응의 전후에 있어서, 반응계를 형성하고 있는 전 원자계가 다른 퍼텐셜 에너지의 곡면상에 있는 경우를 가리킨다. 따라서 계의 대표점은 반응 과정 중 하나의 곡면에서 다른 곡면상으로 이동한다. 광화학 반응은 전부 그 초기 과정에 분자 및 원자의 광흡수에 의한 들뜸 및 이온화를 포함하기 때문에 비단열 반응이다. 그러나 전 원자계의 어떤 원자핵 배치 부근에서 두 개의 곡면이 서로 접근한다든가, 혹은 겉모양상 교차하는 경우에는 대표점이 유한 속도로 곡면상을 운동하는 한 한쪽에서 다른 곡면으로 옮기는 확률이 0이 아니기 때문에 열반응에 있어서도 그 형태의 반응을 일으키는 경우가 있다. 일반적으로 비단열 반응은 전자 상태(다중도)의 변화를 수반하고, 그 역은 반드시 성립하지 않는다.
화학공학
Q. 세일가스를 원료로해서 플라스틱을 만들 수 있다고 하는데요 어떤 과정을 통해서 만드나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.경희대학교 화학공학과 이은열 교수 연구팀이 메탄에서 고부가가치 화학제품을 생합성하는 전략을 제 시하고, 해당 전략을 기반으로 메탄 유래 식품소재 와 바이오플라스틱 원료를 생산하는 기술을 개발했다.메탄은 온실가스의 주요 성분으로 이산화탄소보다지구온난화 잠재력이 84배 더 높다. 다른 한편으로 메탄은 천연가스 및 바이오 가스의 주성분으로 풍 부하고 가격이 매우 저렴하여 탄소원으로 활용할 수 있다.대부분의 미생물 기반 바이오촉매는 바이오매스 유 래 포도당을 탄소원으로 사용하며, 포도당은 전체 공정비용의 많은 부분을 차지한다. 이에 반해 메탄 은 풍부하고 저렴하며, 식량자원이 아니어서 윤리 적 이슈도 없어 매력적인 차세대 탄소원으로 평가 되고 있다.
화학공학
Q. 석유를 지상까지 끌어 올리는 기술은 무엇이며, 원리가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지하에서 석유를 채굴하기 위해서는 보통 강관 끝에 특수한 송곳을 붙인 것을 회전해 유층까지 지각을 뚫는 로터리법(rotary 法)을 쓴다. 굴착에서는 관 속에 물을 부어 송곳 끝에서 분출시킴으로써 부서진 돌이 관의 바깥쪽을 따라 지상으로 유출하게 하면서 구멍을 뚫는다. 송곳이 유층에 닿으면 석유는 그 제차의 압력으로 분출되든가 또는 펌프에 의해서 퍼 올려진다. 지하에서 채취한 상태 그대로를 원유라 부른다. 원유는 사막을 가로지르는 파이프 라인으로 정유공장이나 해저유전에서 직접 해안에 세워진 정유공장에 보내든가 거대한 탱커로 세계 여러 곳에 있는 석유 화학 공장에 운반한다. 석유는 액체로 된 자원이기 때문에 수송이 비교적 간편하다. 아직도 원유를 국내에서 생산하지 못하는 대한민국에서는 중동·미국 등 각 지역에서 탱커로 원유를 수송해다가 쓰고 있으며, 석유화학 공장이 울산·여천·서산 등 해안지대에 있는 것도, 주로 외국에서 원유를 수입할 때의 수송 사정 때문이다.
생물·생명
Q. 인공지능의 발달로 인해 많은 직업군이 사라지게 될까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.이제는 인공지능이 우리 일생생활 속으로 하나둘씩 자연스럽게 들어오고 있습니다. 서툴었던 기술들이 머신러닝을 통해 완벽해져 가고 있는데요. 이렇게 인공지능의 발달로 사라질 것이라고 예상되는 직업들이 생겨나고 있습니다. 미래학자 '토마스 프레이'는 미래에는 인공지능이 간단한 일을 대체할 것이고, 2030년까지 약 20억 개의 일자리가 사라질 것이라고 예측했습니다. 우리가 예측하는 사라질 직업들의 공통점은 반복적이고 예측 가능한 모든 업무들이 포함이 될 것이라고 합니다. 그럼, 어떤 직업들이 있는지 하나씩 알아보도록 하겠습니다. 1. 버스. 택시기사 테슬라는 올해 안에 자율주행 레벨 5의 기본적인 기능을 완성할 것이라고 자신했습니다. 자율주행 기술 단계 중 레벨 5는 최종을 얘기하는데요 모든 상황에서 사람의 개입이 전혀 필요 없는 수준을 말합니다. 아직은 자율주행 상용화를 향한 우려 섞인 시선도 존재하지만 계속해서 완성도를 높여가고 있다는 것은 확실한 상황입니다. 그만큼 어느 순간 도로에는 운전사가 필요없는 자동차가 생겨난다는 것인데요. 구글과 같은 모기업을 둔 자율주행 인공지능 개발업체인 웨이모(Waymo)는 2040년이면 생산되는 차량의 약 26%가 자율주행 기술을 가출 것이라고 합니다. 만약 그렇게 된다면 버스나 택시기사들의 자리는 천천히 사라질 수밖에 없을 것입니다. 2. 속기사 속기사는 법원의 공판기록등에서 사람들의 모든 얘기들을 컴퓨터를 활용해 빠르게 기록하는 사람을 말하는데요. 인공지능기술이 실시간으로 사람의 말을 받아쓰거나 번역을 하는 등의 일을 대체할 것으로 추정하고 있습니다. 현재도 문자메시지를 보낼 때 음성으로 명령을 한 내용을 실시간으로 작성하여 보내고 있는 실정입니다. 아직은 모든 발음을 완벽하게 인식하지 못하고 있지만 많은 부분 정보전달이 되고 있습니다. 3. 번역가 여러분도 구글 번역기나 파파고를 사용해본 경험이 있을 것입니다. 모르는 단어나 글이 있어도 구글 번역기에 넣으면 실시간으로 번역이 가능한 시대가 되었습니다. (현재 완벽한 번역이 되지는 않음) 하지만 인공지능과 빅데이터의 기술 발달로 정확한 번역과 자연어 처리 또한 능숙해지고 있습니다. 4. 은행원 다음은 은행원입니다. 은행원은 옥스퍼드 딜로이트의 '미래직업 보고서'에 따르면 약 20년 뒤 96.8%의 확률로 인공지능 로봇이 대체할 것이라고 밝혔습니다. 이유는 핀테크(금융과 기술의 합성어로 모바일, 빅데이터, SNS 등의 첨단 정보 기술을 기반으로 한 금융서비스) 발전으로 은행 업무의 자동화로 직접 방문할 일이 줄어들고 있기 때문입니다. 현재도 지점이 필요 없는 카카오뱅크같은 은행들이 생겨나고 있습니다. 5. 텔레마케터 고객과 1:1 전화 상담을 하는 텔레마케터는 미래의 사라질 직업 중 1위로 꼽히기도 했는데요. 홈쇼핑을 보더라도 상담원 연결도 있지만 자동응답이나 어플을 설치하여 터치 몇 번이면 기다리지 않고도 수월하게 진행이 가능해졌습니다. 또한 챗봇이라는 인공지능을 이용한 상담으로 기본적인 내용들은 실시간으로 답변을 주기도 합니다. 6. 의사 의료를 진단하는 의사들도 이제는 안전한 직업이 아닐 수도 있게 되었습니다. IBM의 왓슨이 의사보다 CT 이미지를 보고 폐암을 더 정확하게 진단한 일도 있는 만큼 빠른 시간에 머신러닝이 가능한 인공지능이 많은 데이터를 분석, 판단, 진단하는 일이 인간보다 더 빠르게 가능하다는 것입니다.
화학
Q. 페놀프탈레인 용액의 색 변화 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.페놀프탈레인은 프탈레인 계열의 유기 화합물로 메틸 오렌지, 리트머스 종이 등과 더불어 산-염기 지시약으로 가장 많이 사용되는 물질이다. 무색 또는 백색을 띠는 고운 분말로 존재하며, 일반적으로 산성 수용액에서는 무색이지만, 염기성 수용액에서는 분홍색으로 변한다.페놀프탈레인은 수용액의 액성에 따라 다양한 색을 지니게 된다. 수소 이온 농도 지수(pH)가 0 이하인 강산성 조건에서는 오렌지 색, pH 0-8.5사이에서는 무색, pH 9-13 사이에서는 분홍색에서 짙은 빨간색, 마지막으로 pH 13이상에서는 다시 무색을 띤다. 이러한 원인은 수용액의 액성에 따라 페놀프탈레인에 양성자(H+)가 붙어있는 수와 그 구조적 차이 때문이다.
화학
Q. 부동액을 먹으면 왜 죽음에 이르르는지 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.주의할 점은 차량용 부동액에 쓰이는 에탄디올 자체는 무색무취에, 이따금 단 맛이 나지만 흡입이나 섭취시 그 자체로 강력한 환경호르몬 중 하나로 작용하며, 무엇보다 간에서 대사되는 과정에서 맹독인 옥살산으로 변환되기에 독극물로 분류된다. 하지만 특유의 단내로 섭취자의 경계심을 허물기에 시중에서 판매되는 대다수 부동액들은 보통 청색이나 녹색 색소와 구토제를 넣어 판매한다.[4] 그나마 다른 부동액 재료인 프로판디올은 독성이 덜한 편.하여간 어찌됐든 독극물 표기와 함께 엄중하게 보관하지 않으면 나중에 본인이나 가족, 친구가 뭣모르고 먹고 큰일이 나는 경우도 생기니 빈 음료수 병에 담거나 음료수 병 사이에 놓는 등 아무렇게나 두지 말자. 더불어 부동액 자가교환 중 땅에 흘린 부동액을 핥아먹고 죽는 길고양이나 개도 많으니 흘렸을 경우 반드시 닦아내야 한다. 또한 얼굴과 눈에 튀지 않게 고글과 방진마스크도 쓰고 하자.만약 누군가가 부동액을 마시고 중독되었고, 부동액을 마신 지 1시간이 지났다면 구토를 유발시키는 것은 피해야 한다. 당황한 사람들의 경우 일반적으로 환자를 토하게끔 하는데, 이는 이후 예후를 더욱 악화시킬 수 있다. 가장 효과적인 응급처치는 즉시 환자에게 도수가 높은 술(보드카, 위스키, 빼갈, 진 등등)을 상당량 마시게 하는 것이다. 원리는 간단한데, 에틸렌글리콜이 유독한 것은 알코올 탈수소효소(alcohol degydrogenase)가 에틸렌글리콜을 대사하기 때문이므로, 에틸알코올을 잔뜩 포함한 술을 계속 먹여서 효소를 바쁘게 만들면 에틸렌글리콜을 분해할 여유가 나지 않기 때문. 따라서 에탄올을 충분히, 지속적으로 투여하면 에틸렌 글리콜은 옥살산으로 대사되지 않고 그대로 배출된다. 사실 부동액 중독 환자에게 병원에서 하는 치료도 이와 크게 다르지 않다. 의료용 에탄올 혹은 다른 경쟁적 억제제를 에틸렌 글리콜이 모두 배출될 때까지 지속적으로 혈관에 투여하는 것이 바로 그것. 해외에서는 부동액을 마신 개에게 보드카를 섭취하게 하여 개의 목숨을 구한 사례나, 치료 중에 의료용 에탄올이 떨어지자 중환자실에서 보드카를 환자에게 지속적으로 투여해 결국 환자를 살려낸 사례가 있다. 하지만 의식이 없는 상태에서 억지로 먹일 경우 질식사의 위험이 있으니 피할 것. 또한 중독된 지 24-48시간이 넘었다면 이미 신장이 치명적으로 손상된 상태며, 이후 예후가 극도로 나쁘다. 물론 모든 응급처치 이전에 지체없이 119에 신고부터 해야 한다.에탄디올과 부식방지제는 브레이크액으로도 쓰인다. 즉, 부동액과 브레이크액은 독성물질이라는 것. DIY 정비 쪽과 컴퓨터 파워 유저들은[5] 이거 작업할때 정신 바짝 차리고, 흘리거나 묻거나 튀거나 하는 것에 매우 주의해야 한다.어딘가에 흘린 채로 방치된 부동액을 개나 고양이 등의 애완동물이 먹고 죽는 경우도 많다. 노후차량의 경우 히터코어가 노후되어서 부동액이 차량 내부로 새는 경우가 있는데, 반드시 수리하고 타고다니자. 돈은 몇십만원[6]이라 비싼 편이기는 하지만 부동액의 독성은 입으로 마시는 경우 뿐만 아니라 그 기체가 호흡기로 들어가는 경우 또한 위험하다. 한마디로 독가스도 된다는 소리. 매우 해로운 물질이니까 조금이라도 달콤한 냄새가 난다면 바로 점검 및 수리가 필요하다. 또한 카센터에 맡기면 비싸다고 자기가 직접 구입하여 주입하고 남은 부동액을 트렁크에 넣어 두고 다니는 경우도 흔히 볼 수 있는데 까딱 잘못하여 누출되면 독가스처럼 유독한 증기가 차량 내부도 들어오게 되니까 주의하자. 만약 차량 내외부에서 달콤한 냄새가 난다면 반드시 부동액을 점검하여야만 한다. 몇십만원이 작은 돈은 아니지만 그게 당신 목숨보다 비싸다고 생각하지는 않길 바란다. 50만원 아끼려다 목숨을 버리는 멍청한 짓은 다윈상 받기 딱 좋다.
지구과학·천문우주
Q. 부영양화가 뭔가요? 부영양화로 인한 과학적 현상에는 어떤게 있는지요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.부영양화(eutrophication)는 하천과 호수에 유기물과 영양소가 들어와 물 속의 영양분이 많아지는 것을 말한다. 자연적인 부영양화(natural eutrophication)가 일어날 수 있지만, 대부분 인간 활동에 의한 인위적인 부영양화(cultural eutrophication)이다. 부영양화가 일어나면 광합성을 하는 생산자 생물의 양이 급격하게 늘어나 녹조와 적조가 발생하게 되므로 부영양화는 녹조(green tide)와 적조(red tide)를 발생시키는 원인이다. 녹조는 남세균 등 식물성플랑크톤의 대발생으로 물 빛이 녹색으로 바뀌어 보이는 현상을 말한다. 주로 남세균의 대발생이 원인으로 군체를 형성하여 페인트처럼 걸죽하게 되기도 한다. 바다에서는 비슷한 현상으로 와편모조류에 의한 적조가 있다.
지구과학·천문우주
Q. 달이 밝으면별이 잘보이지않은이유
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.도시에서 별을 보기 어렵습니다. 이유는 미세먼지도 있겠지만, 가장 큰 원인은 도시는 너무 밝다는 것입니다. 그래서 불 빛이 없는 시골에 가면 아직도 쏟아지는 별들을 볼 수 있습니다. 이렇듯 달이 주위 별보다 밝다보니 근처의 별들의 불빛이 상대적으로 어둡게 보이는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구에서달까지빠르게이동하는수단
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우주로켓 입니다. 하지만 아직까지 많은 사람들을 태울 태울 수가 없습니다. 지구 중력을 이겨내는 획기적인 방법이 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 영화 딥임팩트와같은 일이 발생한다면 어떻게 될까요 대책이 있나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.영화에서처럼 혜성이나 소행성등우주 물체가 실제로 지구에 큰 위험이될 가능성은 적습니다.과학자들은 지구에 소행성이 충돌하여 공룡의 멸종을 종을 종을 끝난지 6600만 년이 지났으며과학자들은 인류도 비슷한 종말을 피하기 위해무단히 노력 중이라고 말했습니다.수백만km 떨어진 소행성을 초당 6258.56미터속도로NASA 우주선 Dart 다트 우주선이 부딪히려고할까요?DART (Double Asteroid Redirection Test)≤수십년에 걸친태양계 과학을 위한 것이 아닙니다.이 우주선은 2021년 11월에 발사되었으며이번주까지 임무를 마치고 더 이상생존하지 않습니다.Dart 다트 우주선은 문자 그대로우주선을 부수어 지구에서 들어오는 소행성을 밀어내기 위한 NASA의행성 방어 시스템 테스트 실행입니다.우주선을 의도적으로 충돌시켜 우주에서 소행성의 운동을 변경하려는 인류의 첫 번째 시도입니다.