안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 화성탐사로봇이 화성에서 어떻게 산소를 만든건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.화성 로봇 탐사차 퍼시비런스에 탑재된 산소 발생 장치 ‘목시’가 2년여간의 실험을 성공적으로 수행하고 활동을 마쳤다. 미 항공우주국(나사)은 목시가 최근 16번째이자 마지막으로 산소를 생성했다고 7일 밝혔다.목시는 ‘화성 산소 현장 자원 활용 실험(Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment)’의 약자로, 화성 대기 중의 이산화탄소를 고체산화물 전기분해 과정을 거쳐 산소와 일산화탄소로 분리하는 토스터 크기 만한 장치다. 이 가운데 산소 원자만 추출해 산소분자(O₂)로 만든다.
화학
Q. 사람의 기분을 좋게 하는 호르몬 종류는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.행동과 기분을 좌지우지하는 1 차 호르몬을 살펴보자.1. 코티솔아다시피, 코티솔은 스트레스와 불안을 중재하는 호르몬이다. 하지만, 몸에 그게 있다고 해서 반드시 통제를 잃게 되거나 경계해야 한다는 말은 아니다. 중요한 것은 분비되는 양이다.2. 옥시토신옥시토신은 “다목적” 호르몬이다. 이 올리고펩티드를 구성하는 9 개의 아미노산은 친사회적 행동에 긍정적인 역할을 한다. 이에는 관계, 성생활, 우정, 애정, 양육, 모유수유 등이 포함된다.자, 옥시토신이 낮아지면 우울, 슬픔, 무기력 그리고 공감의 결여 등을 유발할 수 있다.3. 멜라토닌멜라토닌은 줄곧 인기 많은 연구 종목이었다. 수면-기상 주기에서 역할을 한다. 하지만, 최근에는 조숙한 노화를 늦추어주고 신경학적 보호자 역할을 하는 것을 보았다.송과선이 트립토판에서 멜라토닌 (N-acetyl-5-methoxy tryptamine)을 생산한다. 적절한 멜라토닌 수준은 수면을 도와주고 신경 전달 물질을 조율한다.4. 갑상샘갑상샘은 고분자이고 균형 유지가 건강과 행복에 중요하다. 실질적으로 몸의 모든 신진대사 및 기능 과정에서 역할을 한다. 갑상샘 호르몬 ,T1, T2, T3, T4, TSH는 내분비계에서 없어서는 안 되는 역할을 한다.5. 아드레날린불안은 아드레날린을 먹고 사는 괴물이다. 하지만, 이 호르몬이 정말 그리 나쁜가? 전혀 아니다. 이 호르몬은 도파민과 옥시토신처럼 다재다능한 물질이다.아드레날린은 행동에 엄청난 영향을 준다. 생존 본능을 활성화 하고, 동기를 주고 직장이나 스포츠에서 생산성을 높이도록 도와준다.6. 엔도르핀엔도르핀은 우리가 좋아하는 호르몬 중의 하나이다. 인간의 몸에는 20여 종의 엔도르핀이 있다. 여러 영역에 들어있다. 특히 대부분이 뇌하수체에 있지만, 뇌의 다른 부분과 신경계에도 있다.
전기·전자
Q. 수소 원자의 크기 즉, 지름은 어느 정도인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.실제로 가장 작은 원자인 수소 원자의 크기가 10-10m 정도로 예상되나, 전자 현미경이나 원자 현미경으로 볼 수 있는 크기는 10-9m(나노미터 크기) 정도이다.이러한 현미경으로 물질의 입자 배열 구조를 찍은 사진을 보면 이게 정말 원자나 분자의 배열인지 헷갈리게 된다. 대부분이 우리가 생각하는 공 모양의 배열이 아니라 울퉁불퉁한 입자들의 배열 모양을 나타내기 때문이다. 결국 지금 우리가 배우는 원자의 모양이나 원자의 구조(원자핵과 전자 등)는 실제 그 모양을 관찰하여 알아낸 사실이 아니라, 실험을 통하여 알아낸 사실을 토대로 추측하여 나타낸 모형인 셈이다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 거대 암흑공간인 보이드가 커지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.암흑물질이 팽창하면서 암흑공간도 팽창하게 된다네요암흑 물질은 속도에 따라 분류가 가능하며, 차가 운&뜨거운&따뜻한 암흑물질로 나눌 수 있습니 다.그 중, 차가운 암흑물질로 시뮬레이션을 해보니 현재의 거대 구조와 유사한 모습이 구현된다는 사실을 알게 되었습니다.이러한 연구를 통해 우주의 밀도를 도출해낸 결 과, 암흑 물질(Dark Matter) 26%, 암흑 에너지 (Dark Energy) 69%, 우리의 눈에 보이는 물질 은 불과 5% 밖에 되지 않는다는 것이 밝혀졌습 니다.이러한 ACDM 모델은 우주의 진화를 설명하는 표준 우주 모형으로 우주 배경 복사, 우주의 거대 구조, 우주의 가속 팽창, 수소&헬륨&리튬의 구성 비 등을 설명할 수 있습니다.
기계공학
Q. 나치 독일은 원자폭탄 만들기에 성공했었나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.성공하지 못했습니다. 물리학자 실바르드가 아인슈타인을 거쳐 루스벨트 대통령을 설득해 원자폭탄 개발 계획을 실행하도록 한 것은 독일이 먼저 그 무시무시한 무기를 개발할 것을 두려워했기 때문이었다. 양자역학이 꽃을 피운 것도, 핵분열을 처음 발견하고 발표한 것이 독일의 오토 한과 리제 마이트너였을 만큼 독일의 물리학의 수준은 세계 최고였다. 하이젠베르크를 비롯한 최고의 물리학자들이 덤벼들기만 하면 원자폭탄을 만드는 것은 당연한 일처럼 여겨졌던 것이다. 히틀러의 나치와 하이젠베르크를 중심으로 한 독일의 물리학자가 원자폭탄을 실제로 개발하려 했는지, 개발하려 했다면 어느 정도까지 이르렀는지에 대해서 적지 않은 논란이 있는 것으로 한다. 특히 하이젠베르크는 어떤 태도였는지에 대해서 더욱 그렇다. (나치에 대해서는 아닐지라도) 독일에 대해서는 깊은 충성심을 가진 하이젠베르크가 적극적으로 원자폭탄 개발에 참여했다고도 하고, 나치에 반발하여 태업 수준으로 임했다고도 하고, 나치가 별로 관심이 없었다고도 하고, 하이젠베르크를 비롯한 독일의 물리학자들이 그만한 실력을 가지지 않았다고도 한다. 2차 세계대전 종전 후 하이젠베르크는 의심은 가지만, 확증은 없는 상태에서 풀려났고, 양자물리학자로서 명예를 누리며, 『부분과 전체』라는 명저를 남기기도 했다.
화학
Q. 샤워기에 물은 어떤 원리로 물이 나오는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.샤워기 내부에 물이 흐르는 관과 물이 나오는 다공성 핀넬이 있습니다. 물을 틀면 수압에 의해서 물이 이동하고 샤워기 해드의 다공성 판으로 물이 분사됩니다.
전기·전자
Q. 휴대폰의 무선 충전은 전자기의 자기유도 방식과 자기 공진 방식이 있다고 하는데요. 이 각각의 방식은 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.자기 유도방식은 이름에서 알 수 있다시피 전자기 유도를 이용해 전력을 전송하는 방식이다. 무선 충전기를 분해하면 모기향 모양의 코일을 볼 수 있는데 여기서 와전류를 발생시켜 충전한다.공진 유도방식은 공명현상을 이용하여 전력을 전송하는 방식이다.공진 유도방식의 무선충전은 자기 유도방식의 눈물나게 짧은 거리보다 좀 더 먼 거리에서도 사용 가능해, 실질적인 무선 충전의 의미에 들어맞는 방식으로 쓸 수 있다는 장점이 있다. 물론 자기유도방식에 비해 상대적으로 먼 거리라는 것일 뿐, 그래봤자 10cm 를 넘기기 힘들다.공진 유도방식의 또다른 장점이라면 이론상 에너지 전달 효율이 98% 정도나 된다는 것이다. 이상적인 조건이 만들어졌을 때에 그렇다는 얘기지만, 어쨌든 에너지의 손실을 줄일 수 있다. 대신 에너지 전송의 효율을 높이기 위해서는 전송 장치와 수신 장치가 정확한 위치에 자리잡고 있어야 한다는 것이 단점이다. 이론상 최대 효과를 보는 자리에서 조금만 벗어나도 효율이 급감하여 에너지 전송량이 50% 이하로 떨어진다. 공진 유도방식은 전송 장치와 수신 장치의 임피던스(교류 저항값) 일치가 아주 중요한데, 두 장치의 거리는 여기에 커다란 영향을 준다. 완벽한 위치에 있지 않으면 전달받는 에너지는 줄어들고 반사되는 에너지가 많아지기 때문에, 이 문제를 해결하기 위해서 관련 연구가 더 필요한 상황이다.
생물·생명
Q. 의학에서 자가면역질환은 무엇이고 발병의 원인은 무엇이고 치료법을 알려주세요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.일반적으로 자가 면역 질환의 치료에는 면역계의 활동을 감소 시키거나(면역 억제제) 조직 손상을 유발하는 염증을 차단하는 약제(항염증제)를 투여한다.
전기·전자
Q. 양자 컴퓨팅이란 무엇이며, 어떻게 우리의 삶과 기술에 영향을 미칠 수 있을까요? 그 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.양자컴퓨터 활용 분야 복잡한 자연현상 이해, 지구의 생명체 화악적 구조와 물리적 특성 탐색, 바이오 제조, 의료.신약 자동차 우주항공 분야에서 신물질 탐색, 통신 암호, 복잡한 암호 해독에 활용, 절대 풀수없는 암호를 설정할수 있음 ...
지구과학·천문우주
Q. 지구과학 용어 중에 대륙성 기단이 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.넓은 대륙에 공기가 장기간 정체하면서 지역의 영향을 받아 건조하고 안정한 성격을 띠게 된 것이다. 겨울철 아시아, 북아메리카 대륙에서 대륙한대기단이 형성되고, 사하라 지방에서는 대륙열대기단이 형성된다.넓은 대륙상에 공기가 장기간 정체하게 되면 지표면의 영향으로 그 지역의 특성을 띠는 큰 공기덩어리를 형성한다. 대륙기단은 비교적 건조하고 안정하며 지표면 부근에서는 기온역전층을 보인다. 겨울철에 아시아 및 북아메리카 대륙에서 형성되는 한랭건조한 기단을 특히 대륙한대기단(cP)이라고 하며, 사하라 지방에서 형성되는 온난건조한 기단을 대륙열대기단(cT)이라고 한다.한국의 겨울철에 영향을 주는 기단은 대륙한대기단으로 이 기단의 영향으로 날씨가 차고 건조하며, 강한 북서계절풍이 불고, 때로는 혹한을 몰고 오기도 한다.