안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
화학
Q. 요즘 들어서 과탄산수소에 관해서 궁금해요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.산소를 발생시킬 수 있기 때문에 표백제로 사용한다. 락스나 베이킹소다와 달리 별도의 상표가 없어 단순히 과탄산소다 자체로 판매중이다.저온에서는 용해속도가 매우 느리고[1] 발생기 산소 발생률도 낮기 때문에, 세탁기에 사용하려면, 순수 과탄산소다 보다는 효소 등의 촉매제가 들어 있는 산소계 표백제 제품을 사용하는 것이 좋다. 물론 온수로 돌린다면 별 상관 없다. 따라서 드럼세탁기에 과탄산소다가 적합하다. 통돌이에는 락스.온수 + 과탄산소다 조합에선 웬만한 얼룩이나 기름때 등은 다 지워버리는 신공을 발휘한다. 다른 산소계 표백제도 많이 못 지우는 피얼룩 같은 것도 어지간하면 한 번에 지운다. 열에 버틸 수 있는 옷감은 과탄산소다 용액에 따로 넣어두는 것도 방법.소독약 냄새가 나지 않고, 산소계라 위험한 염소 기체가 발생하지 않아 합성세제와 같이 넣어서 한꺼번에 표백과 세탁을 할 수 있어 편리하다. 다만 표백력은 락스에 비해 떨어진다. 그래도 보통 빨래의 표백에는 충분하며, 오히려 옷감이 덜 상하고 염색이 덜 빠지는 편이다.
전기·전자
Q. 스티로폼은 어떤 원리로 단열 효과를 내죠?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.플라스틱의 일종이다. 우리가 일반적으로 알고있는 스티로폼은 상품명이므로 공적인 문서를 작성할 때는 원래 이름인 EPS(발포 폴리스타이렌 Expanded PolyStyrene) 혹은 비드법 보온판이라고 작성하는 것이 원칙이다. 제작 과정에서 비드라는 물질을 팽창시켜 제작하며, 이 보온판의 98%가 공기로 구성되어 있고 갇혀 있는 공기 층이 열 차단 성능을 발휘하여 단열 성능을 발휘한다. 특징으로는 매우 가볍고 단열성이 좋아 벽의 단열재나[1] 아이스박스 등에 사용되기도 하고 완충제로 사용하기도 한다. 헬멧 내부의 완충제도 바로 이것이다. 다른 단열재로 공사 현장에서 주로 볼 수 있는 아이소핑크 역시 XPS(Extruded PolyStyrene)가 본래 명칭이며, EPS보다 단열 성능과 내구성이 우수하여 주로 사용된다. 또한 금형 등을 만들기 위한 모형을 만들 때에도 사용된다.
토목공학
Q. 국내에서 시험하고 있는 인공태양 프로젝트가 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.초전도 현상은 금속 등 물질의 전기저항이 특정 온도 이하에서 사라지는 현상이다. 지금까지 이 현상은 현재 과학 기술로 영하 200도 이하의 극저온이나 초고압에서만 구현돼왔다. 그러나 이번에 논문을 공개한 국내 연구자들은 상온과 상압에서 이같은 형상을 구현할 수 있다고 주장했다. 연구자들이 개발한 상온 초전도 물질은 납과 구리, 인회석을 사용한 결정 구조인 ‘LK-99′다. 논문에 따르면 LK-99은 400K(약 127도)에서 초전도 현상을 일으켰다.만약 상온 초전도 물질이 개발돼 향후 실생활에 적용되면 어떤 변화가 있을까. 먼저 전력 손실 없고, 기존보다 작은 사이즈의 배선 설비 및 배터리가 만들어질 수 있다. 또 저항으로 인한 전기 손실도 없어져 전기세도 저렴해지고, 전기 저항으로 인해 발생하는 화재도 줄어든다.
화학
Q. 요즈음 비를 맞으면 건강에 좋지 않은가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.미세먼지 및 대기오염으로 산성비 및 오염물질이 섞인 비가 많이 내립니다. 비를 맞으면 빠르게 씻어주세요.
지구과학·천문우주
Q. 지구와 유사한 행성이 우주 어딘가엔 존재하지 안을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.존재할 가능성이 많습니다. 우주는 넓고 아젝 우리가 아는 우주는 아주 미세한 부분입니다. 과학기술이 고도로 발달되면 언젠가는 지구와 유사한 행성을 찾을 수 있을 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 수박에 소금을 뿌려서 먹으면 더달게 느껴지는 이유는 무엇때무인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.단 과일에 소금을 치면 단맛이 더 부각되기 때문이다. 이런 혀의 착 각 현상을 이용해 덜 단 과일에 소금을 살짝만 뿌 려도 단맛을 훨씬 강하게 느낄 수 있다.수박에 소금을 쳤는데 더 달아진다니, 사실인 걸까요? 알려진 바에 따르면, 짠맛을 내는 소금이 단맛을 내는 재료, 짠맛이 맛에 비해 뇌에 전달되는 속도가 빠르기 때문에, 수박에 소금을 뿌려 먹으면 소금의 맛이 먼저 전해지고 그 다음에 수박의 단맛이 전해지는데요. 이때 짠맛이 다음에 오는 단맛을 한층 강화시키는 원리입니다. 팥죽을 먹거나 옥수수를 삶을 때 소금을 넣는 것도 같은 원리입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구 온난화가 물안개에 어떤 영향을 줄 수 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구온난화로 해수면이 상승히고 바다의 비율이 늘어나게 됩니다. 해수가 많아지면서 안개가 자주 발생하게 되고 시간도 길어지게 됩니다.
토목공학
Q. 어떻게 해저터널을 무너지지 않고 건설할 수 있는 기술과 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.보령 해저터널 건설에 쓰인 NATM 공법전 세계에 설치된 해저터널은 크게 4가지 방법 중 하나로 만들어졌다. 터널을 만드는 장소에 따라 나누면 바닷속에서 터널을 만드는 NATM 공법과 ‘TBM(Tunnel Boring Machine)’ 공법, 그리고 육지에서 터널을 일정 길이로 나눈 유닛을 만들어 바닷속에서 조립하는 침매 터널 공법과 바닷물을 뺀 후 터널을 만드는 개착식 공법으로 나눌 수 있다. 현재 가장 많이 사용하는 방식은 NATM 공법으로, 보령 해저터널과 서울 지하철 5호선 여의나루역과 마포역을 잇는 구간에 포함된 한강 하저터널이 이 방법으로 만들어졌다. NATM 공법은 다이너마이트, 정밀폭약(FINEX) 등을 이용해 해저 아래 구멍을 낸 후 콘크리트 등을 벽에 뿜어 굳히면서 파고 들어가는 방식이다. 무른 지반에 폭발을 일으키면 지반 자체가 무너질 수 있기 때문에 사전 지질조사를 통해 지반을 구성하는 암석의 종류를 파악한다. 지반을 이루는 암석은 굳기에 따라 가장 딱딱한 극경암부터 경암, 보통암, 연암, 풍화암 등 5개로 구분하는데 보령 해저터널의 경우 원산도 쪽 지반은 보통암이 많고 대천항 쪽은 연암과 풍화암이 많다. 무른 지반일수록 조금씩 발파해야 안전하므로 대천항 쪽에서 터널을 팔 때는 하루에 약 2m 정도만 나아갔다. 공사 중에는 바닷물의 유입을 차단하는 ‘차수’도 이뤄졌다. 해저지반의 암석 사이로 스며든 바닷물을 24시간 퍼내는 펌프를 작동시키고 터널에 막을 씌우는 ‘차수 그라우팅’을 한다. 굴착하는 터널의 가장 안쪽 벽에 속이 빈 철근을 여럿 꽂은 뒤, 철근을 통해 시멘트를 강하게 뿌리면 시멘트가 암석 사이로 흘러 들어가 굳으면서 막을 형성한다.TBM 공법은 굴착부터 터널 벽을 만드는 공정까지 대부분의 공정을 기계가 하기 때문에 빠르고 안전하게 터널을 만들 수 있지만, 굴착 기계의 크기가 매우 크고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 게다가 지지용 벽으로 인해 기계 뒤쪽의 터널 반경이 기계의 폭보다 작기 때문에 ‘후진’이 불가능하다. 이러한 이유로 임무를 마친 굴착 기계는 대부분 회수하지 않고 재활용 가능한 부품만 빼고 나머지는 그대로 묻어버리거나 폐기 처분한다. 국내에서는 광주 도시철도 1호선 노선 중 남광주역과 도청역 구간이 TBM 공법으로 만들어졌다. 개착식 공법과 침매터널 공법초기 해저터널 건설에 쓰인 개착식 공법은 최근에는 잘 사용되지 않고, 침매터널 공법 역시 NATM 공법과 TBM 공법보다 자주 쓰이지는 않지만 두 공법을 사용하기 어려운 지반에 해저터널을 건설할 때 사용된다. 개착식 공법은 경상남도 통영시에 있는 동양 최초의 해저터널인 길이 483m의 ‘통영 해저터널’을 만든 공법이다. 터널을 만들 공간 양옆에 임시로 댐을 쌓아 고여있는 물을 퍼낸 후 바닥을 굴착해 터널을 만들고 물을 다시 채우는 방식이다. 폭탄이나 굴착 기계 같은 전문 장비가 필요하지 않지만, 댐을 세우고 철거할 때 많은 인력이 필요하다.
토목공학
Q. 자카르타가 가라앉고 있다는데 정말 지하수가 빠지면 땅이 가라앉나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인도네시아 수도 자카르타가 점점 가라앉고 있습니다. 원인은 지나친 지하수 추출로 지하가 거의 공동화 상태로 되어 가고 있기 때문입니다. 인구 천만, 주변 수도권까지 합치면 3천 5백만의 생활터전인 자카르타의 침하는 꽤 빠르게 전개되고 있고, 급기야는 수도 이전까지 추진하게 된 것입니다. 자카르타가 이렇게 지하수에 의존하게 된 원인은 상수도 보급률이 낮은 것도 있지만, 쓰레기 처리가 제대로 되지 않아 상수원 오염이 심각하다보니 수돗물에 대한 신뢰가 낮기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 암흑물질이 실제 존재한다는데 정말 만질수 있는 것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.19세기 말 조지프 존 톰슨이 전자를 발견하였고, 20세기 초에는 가이거-마즈든 실험을 통해 원자핵이 발견되었다. 입자물리학이 성립되자 원자는 전자, 중성자, 양성자로 구성되어 이들의 상호 작용에 의해 형성되었다는 것이 밝혀졌다. 오늘날에는 양성자와 중성자 역시 최소 단위의 입자가 아니며 이들은 쿼크로 나뉠 수 있다는 사실이 알려져있다. 현대 물리학은 쿼크와 렙톤이 물질을 이루는 기본입자라고 파악하고 있다.[9]쿼크와 렙톤은 네 종류의 기본 상호작용, 즉 중력, 전자기력, 약한 상호작용, 강한 상호작용에 의한 상호 작용으로 중성자, 양성자, 전자와 같은 여러 가지 입자들을 이룬다. 입자물리학의 표준 모형은 현재 모든 물리학 현상을 설명하는 가장 강력한 이론이다. 그러나, 지난 10년간의 노력에도 불구하고 중력은 양자 수준에서 설명되지 못하고 있다. 중력은 여전히 고전물리학의 범주에서만 설명 가능하다.(양자 중력과 중력을 참고할 것)[10] 쿼크와 렙톤 간의 상호작용은 광자와 같은 힘 전달 입자의 교환으로 이루어진다.[11] 힘 전달 입자는 쿼크와 렙톤의 상호작용에는 관여하나 스스로 물질을 구성하지는 않는다. 또한 힘 전달 입자는 질량과 에너지 중 한 가지만 전달할 수 있다. 광자는 전자기에너지만을 전달하며(플랑크 상수), W 보손은 약한 상호작용 에너지인 질량만을 전달한다. 한편, 광자와 w 보손 모두 물질을 구성하지는 않지만,[12] 원자나 아원자 입자의 전체 질량에는 포함된다.[13][14]물질의 상태[15](또는 상)에는 일반적으로 고체, 액체, 기체가 있다. 이론물리학에서는 , 페르미온 응축과 같은 이론적 상을 다루기도 한다. 기본입자의 측면에서 보면 쿼크-글루온 플라스마와 같은 것 역시 물질의 상 가운데 하나로서 다루어질 수 있다. 물질파라고 한다.[16][17][18]우주론에서는 암흑 물질과 암흑 에너지를 다루기도 한다. 이들은 기존 물리학에서 다루는 물질과는 조금 다른 개념으로 시각적으로 관찰할 수 없는 질량과 에너지를 갖는 존재를 다루기 위한 개념이다.[19]