안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
화학
Q. 치약의 불소는 어떤 작용으로 충치를 방지 해주나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.불소의 효능과 부작용치약 속 불소는 충치를 막아주고 이미 생긴 충치의 진행을 늦춰주는 장점이 있습니다.불소의 단점은 독성이 있다는 것입니다. 치약 속에 미량 들어 있는 불소는 양치 후 헹궈내므로 문제가 되지는 않을 수 있습니다.치약을 삼킬 수도 있는 유아는 불소치약 사용 시 주의해야 합니다.불소치약 효능충치예방에 효과적충치가 생긴 부위에 사용시 진행을 늦추는 효과불소함량이 1000ppm~1500ppm 정도 되어야 충치 예방 효과가 있습니다.불소는 박테리아 성장 억제 및 세균이 치아에 달라붙는 것을 방지하는 효과출처: https://skyfoot.tistory.com/428 [하늘발의 발도장:티스토리]
화학
Q. 얼음이 녹을때 격자점과 관련하여
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.고체의 얼음과 액체인 물의 차이는 얼음보다 물속에서 물 분자가 비교적 더 자유롭게 움직이고 있다는 점입니다. 얼음 속의 물 분자는 서로 연결된 상태에서 규칙적으로 늘어서 있는데 이때 물 분자가 위치하는 장소를 격자점이라고 합니다. 얼음 결정을 특정 방향에서 보면 격자점이 육각형 모양으로 있으며 물 분자는 격자점 부근에서 열에 의해 진동합니다. 얼음의 온도를 높이면 이 진동이 격렬해져 물 분자가 격자점 밖으로 튀어나가는 경우가 있는데 얼음이 녹는다는 현상은 미시적인 관점에서 보면 물 분자가 격자점에서 벗어나 규칙적인 구조가 깨지는 것입니다. 얼음 안쪽이 녹는 방식은 불순물 주변부터 녹는 경우와 얼음 안쪽부터 녹는 경우가 있습니다. 불순물 주변부터 녹는 이유는 주위에 물 분자가 없는 영역에서 물 분자끼리의 연결이 끊어지기 쉽기 때문에 불순물 주변부터 녹습니다. 얼음 안쪽에서 녹는 이유는 얼음 표면에 비해 물 분자끼리의 연결이 강하기 때문입니다. 그래서 물 분자가 격자점에서 튀어나와도 전체적인 구조가 깨지기 전에 바로 원래의 격자점으로 되돌아가려고 합니다. 그로 인해 0℃ 이상으로 데우는 것만으로는 얼음이 녹지 않습니다.
물리
Q. 열역학 제2법칙은 엔트로피와 어떤 관련성이 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.열역학 제2법칙은 독일의 이론 물리학자인 클라우지우스가 처음 수학적으로 표현하였고, 얼마 후 켈빈-플랑크가 설명하였다.열역학 제2법칙에 관한 클라우지우스의 기술; 열은 스스로 차가운 물체에서 뜨거운 물체로 옮겨갈 수 없다.켈빈-플랑크의 기술; 계가 한 온도에서 열 저장실로부터 흡수한 열로 순환 과정을 하면서 흡수한 열과 같은 양의 일을 하는 것은 불가능하다. 즉 100%열을 흡수해서 흡수한 열을 100% 운동으로 바꾸는 것은 불가능하다.열역학 제1법칙이 과정 전과 후의 에너지를 양적(量的)으로 규제하고 있는 데 비하여, 제2법칙은 에너지가 흐르는 방향을 규제하는 성격을 띠고 있다. 즉 에너지의 흐름은 엔트로피가 증가하는 방향으로 흐른다는 것이다. 따라서 이 법칙에 따르면, 하나의 열원에서 열을 받아 이것을 일로 바꾸되 그외 어떤 외부의 변화도 일으키지 않는 열기관인 제2종 영구기관의 제작은 불가능하다고 할 수 있다. 제2종 영구기관은 100%열을 받아서 100%운동에너지로 바꿀 수 있는 기관이다. 그렇지만 켈빈-플랑크의 기술에 의하면 제2종 영구기관의 제작은 불가능하다고 했다. 효율이 좋은 기관의 제작은 가능하지만 영구기관을 만드는 것은 불가능하다.한편, 물체의 상태만으로 결정되는 엔트로피라는 양을 정의하고, 이것으로 제2법칙에 대해, '열의 출입이 차단된 고립계에서는 엔트로피가 감소하는 변화가 일어나지 않고, 항상 엔트로피가 증가하는 방향으로 변하며, 결국에는 엔트로피가 극대값을 가지는 평형상태에 도달한다'고 할 수 있다. 즉, 에너지는 자유로이 형태를 변환시킬 수 있지만 그 때마다 반드시 에너지가 갖고 있었던 능력인 포텐셜(potential)이 사라진다. 일반적으로 에너지를 변환시킬 때마다 엔트로피가 발생한다. 그 결과 엔트로피의 총량은 증가하게 되며 에너지의 가치(potential)는 점점 줄어들게 된다.
생물·생명
Q. 동물들도 수혈을 위해서 헌혈을 하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.공혈견의 의미 동물들 또한 수술이 필요하면, 사람과 같이 수혈이 필요한 경우가 많습니다.하지만 사람과 달리 자발적으로 침대에 누워 '내 피를 드리리다'할 개를 찾기는 쉽지 않잖아요? 게다가 보호자들의 경우도, 내 몸에서 내 선택으로 피를 뽑는 것이 아니라 말 못 하는 나의 동물의 피를, 나의 결정으로 뺀다는 생각 때문에 부담을 느껴 더욱 헌혈견을 찾기 어렵습니다. 이런 와중에서도 건국대 동물병원은 보호자의 동의를 받아 헌혈을 진행한 대형견들에게 건강검진, 진료비 할인 등 우대책을 제시하며 자체적으로 헌혈 프로그램을 유지해왔는데요, 대부분의 혈액은 사실 공혈견으로부터 오고 있습니다. 공혈견은 쉽게 말해, 수혈용 혈액을 공급하는 개를 말합니다. (고양이의 경우, 공혈묘라고 합니다) 자신의 반려동물에게 지속적으로 피를 뽑도록 하는 사람이 많지 않다 보니, 주로 전문 시설에서 관리하며 주기적으로 혈액을 채취하게 되며. 공혈견에게서 채취한 혈액은 다친 개의 수술 등을 위해 사용됩니다.
생물·생명
Q. 포유류 중에서 가장 오래 사는 종은 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1위 백합조개북대서양에서 발견되는 조개의 일종인 백합조개(Ocean Quahog)는 세계에서 가장 오래 사는 동물 중 하나입니다.일부는 500년 이상 사는 것으로 알려져 있습니다.2위 그린란드 상어북극과 북대서양에서 발견되는 그린란드 상어는 가장 오래 사는 척추동물 중 하나이며일부 개체는 400년 이상을 살고 있습니다.3위 북극고래북극과 아북극 지역에서 발견되는 북극고래는 가장 오래 사는 포유류로 보고된 최대 수명은 200년 이상입니다.4위 알다브라 자이언트 육지거북이인도양의 Aldabra Atoll에서 발견되는 알다브라 거북이는 150년 이상 살 수 있습니다.5위 잉어관상용 잉어의 일종인 잉어 물고기는 적절한 조건에서 50년 이상 살 수 있어 오래 사는 어종 중 하나입니다.
생물·생명
Q. 현재 멸종 위기에 처한 포유류는 얼마나 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.멸종 위기종의 현주소최근 기후변화가 더욱 가속화되면서 멸종 위기 동물 문제 역시 심각해졌다. 일부 과학자들은 현재 지구는 6차 대멸종을 겪는 중이라는 연구 결과를 제시하기도 했다. 대멸종이란 지구상에서 생물종의 다양성이 짧은 시간 동안 광범위한 지역에서 감소하는 것을 뜻한다. 미국 마노아 하와이대학교 ‘태평양 생명과학 연구센터’ 연구교수 로버트 코위 박사가 이끄는 연구팀은 과학 저널 ‘바이오로지컬 리뷰’에서 연체동물이 처한 상황을 토대로 추론한 대멸종 진행 연구 결과를 발표했다. 이들은 1500년 이후부터 현재까지 연체동물 15만~26만 종이 사라진 것을 설명하며 이는 지구 생물의 약 200만 종의 7.5~13%에 달한다고 밝혔다.우리가 실제로 6번째 대멸종을 목격하고 있다는 것을 확증하는 열쇠가 됐다”라며 국제자연보전연맹(IUCN) 적색목록에 등재되어 있는 종은 동물군 별로 편향돼 있으며 연체동물의 멸종 문제가 경시되고 있는 점을 지적했다. 현재까지 보고된 것에 비해 실제로 지구에서 멸종하고 있는 생물은 훨씬 많다는 것이다. 그는 “멸종 생물종의 급격한 증가와 동식물 개체 감소가 명확히 드러나고 있지만, 일부는 아직 이런 현상이 대멸종이 아니라고 부인하고 있다”라면서 “이는 포유류나 조류에만 집착하고 생물 다양성의 큰 부분을 담당하는 무척추동물을 무시한 편견에서 비롯된 것”이라고 비판했다.여기서 주목할 만한 또 다른 부분은 지구상의 생물이 지금까지 5차례 대멸종을 겪었지만 인간에 의한 대멸종은 이번에 제기된 6차 대멸종이 처음이라는 것이다. 4억 5천 년 전 화석 종의 60~70%의 종이 멸종한 오르도비스기 말기 대멸종을 시작으로 3억 7천5백만 년 전 데본기 말기 대멸종, 2억 5천2백만 년 전 전체 생물의 과 수준에서 57%의 생물이 멸종한 페름기 말기 대멸종, 2억 1백만 년 전 전체 종의 70~75%가 멸종한 트라이아스기 말기 대멸종, 소행성 충돌 등으로 공룡을 비롯한 당시 생물종 75%가 멸종한 백악기 말기 대멸종이 지구가 과거에 겪은 5차례 대멸종이다. 이는 모두 소행성 충돌이나 지각변동 등 자연현상에 의해 발생한 대멸종이다. 반면 현재 제시되는 6차 대멸종은 인간의 생태계 파괴로 인한 결과라는 점이 많은 생각이 들게 한다.
화학
Q. 목욕하고 나오며 왜 손가락이 쭈글해지나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.힘의 변화와 유체 저항물은 밀도가 공기보다 훨씬 큰 유체입니다. 따라서, 물속에서 손가락을 움직일 때 발생하는 힘이 공기 중에서 움직일 때와 다르게 작용합니다. 이로 인해 손가락에 작용하는 유체 저항이 증가하고, 그 결과로 손가락이 쭈그러지거나 굴곡되는 것처럼 보입니다.수압의 영향수압은 높은 깊이로 내려갈수록 증가합니다. 따라서, 물속에서 손가락을 움직일 때 주변의 수압이 손가락에 영향을 미치게 됩니다. 수압은 손가락의 형태와 구조를 압축시키는 역할을 할 수 있으며, 이로 인해 쭈그러지거나 굴곡하는 것처럼 보입니다.유체의 점성도물은 공기보다 점성도가 높습니다. 점성도란 유체 내부에서 분자 간의 마찰력을 의미합니다. 따라서, 물속에서 손가락을 움직일 때 발생하는 마찰력이 증가하고, 이로 인해 손가락이 쭈그러지거나 굴곡하는 것처럼 보입니다.관절과 근육 작용관절과 근육은 우리 몸의 움직임에 중요한 역할을 합니다. 물속에서는 관절과 근육이 다른 환경에서보다 조금 다르게 작용할 수 있습니다. 이로 인해 손가락이 쭈그러지거나 굴곡하는 모습이 나타날 수 있습니다.위와 같은 이유들로 인해 물속에서 손가락은 쭈굴쭈굴하게 변하는 것처럼 보입니다. 이는 유체 역학과 관련된 현상으로, 물속에서의 움직임은 공기 중에서의 움직임과는 다른 특성을 가지고 있음을 알 수 있습니다.
생물·생명
Q. 포유류의 조상은 어떤 동물이었나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.포유류의 조상 키노돈트 (디키노돈트)는 2.5억년전 페름기에 살던 수궁류 포유류다. 이들은 중생대 공룡의 시대에 크기가 줄어 작은 뒤쥐 모양으로 진화 변한다키노돈트의 화석은 남미, 아프리카, 남부 인도등 남쪽 곤드와나 대륙의 전체에서 발견된다. (2.5억년전부터 초대륙인 판게아가 두개로 쪼개 지기 시작한다. 북쪽 로렌시아 대륙과 남쪽 곤드와나 대륙으로 쪼개진다)이들의 화석은 포유류의 조상으로 이전에 생각된 2억년전 중생대 트라이아스기 말기의 작은 동물보다 훨씬 이전에 포유류의 조상이 건재함을 증명한다키노돈트는 코끼리 크기로 덩치가 매우 크다몸무게는 6톤에 달하고 4.5m길이에 2.5m높이를 자랑한다4500년전 노아의 홍수때 바닷속에 퇴적된 화석이 발견된다
지구과학·천문우주
Q. 얼마전에 기사를 봤는데 토성의 위성에 토양을 조사한다는데 왜?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.토성의 위성 타이탄은 생명의 기원에 대한 단서를 잡을 수 있는 몇 안되는 태양계 위성 중 하나다. 미 항공우주국(NASA)의 무인 드론 탐사선 드래곤플라이가 타이탄에서 생명체의 발견을 위해 탐사를 준비하고 있다. 우주의 생명을 이해하는 방법을 재정의할 수 있는 획기적인 NASA 임무 중 네 번째인 드래곤플라이는 2027년에 발사될 예정이다.NASA의 드래곤플라이 드론은 토성의 가장 큰 위성인 타이탄이 최종 행선지이다. 타이탄은 질소가 풍부한 대기와 지하 액체 바다가 있는 활발한 얼음 세계로, 하늘에서 메탄이 쏟아져 호수를 채우고 표면에 메탄 강이 흐르고 있다. 드래곤플라이는 타이탄의 이 모든 것을 자세히 탐사하고 생명의 기원에 대한 단서를 발견할 준비를 착착 진행시키고 있다.잠자리 모양을 한 드래곤플라이는 모든 과학장비를 갖춘 NASA 최초의 행성 간 회전익 탐사선으로, 타이탄 표면의 지질학적 관심 지점 사이를 수 킬로미터 비행할 수 있다.
화학
Q. 에탄올과 물을 섞으면 불이 붙을수있나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.에탄올 함량에 따라 다릅니다. 40%이상 에탄올이 혼합된 물은 불이 붙습니다. 예로 40도 이상 술에 불이 붙는 것과 동일합니다.