안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 바이오 산업과 관련된, 화학 용어인 보체는 무슨 뜻인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.정상동물의 신선한 혈액 ·림프액 속에 함유된 효소 모양의 단백질의 일종이다. P.에를리히가 보체라고 명명하기 전에는 알렉신(alexin)이라고도 하였다.열에는 약하고 혈청을 56℃로 30분 가열하면 파괴된다. 살균성을 가진다고만 알려졌는데 용혈현상(溶血現象) ·용균(溶菌)현상 ·보체결합반응에도 없어서는 안 되는 혈청성분으로 C'라고 약칭하며, C'1, C'2, C'3, C'4라고 표시되는 4개의 성분에 의하여 보체작용을 나타내는 것으로 생각된다.C'는 보체 complement의 약자로서 신선혈청의 글로불린분획(分劃)에 존재한다. 혈청학 실험에는 기니피그의 신선혈청이 널리 사용되는데 이것은 보체작용이 강하고 어느 항원세포에도 평균하여 작용하기 때문이다.보체에는 면역학적 특이성이 없으나 항원에 단독으로 결합할 수 있으며, 항원 또는 항체의 결합물에도 결합하는 것 역시 가능하다. 보체가 관여하는 면역반응에는 용균반응, 용혈반응이 있다.
지구과학·천문우주
Q. 높은 곳으로 올라갈수록 온도가 낮아지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.태양열을 받게되면 지표는 태양열을 흡수하고 나머지는 복사하여 내보내게 됩니다. 이때 하늘로 올라가는 복사열은 대기에 의해 점점 식으면서 올라갑니다.
지구과학·천문우주
Q. 최초의 아파트는 어쩌다가 생겨난건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.세계 최초의 아파트를 이야기하려면 2,000년 전 고대 로마 시대로 거슬러 가야 한다. ‘모든 길은 로마로 통한다’는 말처럼 당시 로마는 세계를 호령하는 거대한 제국으로 성장하고 있었다. 급속한 성장의 결과로 인구가 도시로 몰리고 도시가 급속히 팽창하자 심한 주택난을 겪게 된다. ‘궁하면 통한다’는 말처럼 로마는 오늘날의 공동주택인 집합 주거가 최초로 발달할 수밖에 없었던 환경적 요인이 작용했던 것이다. 천재적인 도로 건설 기술과 광대한 운송 네트워크를 형성했던 로마는 당시에 이미 세계 각처의 사람들이 몰려드는 국제도시로 성장했기에 주거문제가 가장 시급했다. 인술라insula, 사진 : , 2014.6.12. 당시 로마에는 부자들이 거주하는 ‘도무스domus'('집'을 뜻하는 라틴어로, 로마의 귀족들이 살던집)가 주를 이루었다. 도무스는 대리석 벽에 바닥은 색깔이 있는 돌로 되어 있었다. 화덕이 있어 집을 따뜻하게 해주고, 물은 파이프가 끌어 올리는 구조였다. 부자들은 도무스라는 단독주택에 주로 거주했지만 주택 수가 부족해지자 4~5층짜리 공동주택이 지어지기 시작했다. 이것이 세계 최초의 아파트라 불리는 ‘인술라insula’이다. 그러나 처음에는 부자나 귀족은 인술라를 그다지 선호하지 않았다. 그들은 아뜨리움과 안뜰을 지닌 도무스라는 주택에서 일과 휴식을 즐겼으며 대리석벽과 유리창, 화려한 장식이 박힌 바닥은 물론 난방용 화덕과 식수용 수로를 갖춘 저택에서 살았다. 도무스 주택은 내향적인 공간구성이었던 반면 인술라는 도로를 향해 개방된 구조가 대부분이어서 인술라는 중산층이나 하층 계급의 몫이었다.
화학
Q. 옥수수를 튀기면 왜 부피가 커지나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.팝콘의 원리는 간단하다. 팝콘은 옥수수 낟알의 딱딱한 겉껍질과 내배유 사이에 갇힌 수분과 기름이 가열되어 함께 끓는 원리를 이용한 것이다.기름이 끓으면서 생긴 강한 압력이 내배유 속 수분에 가해지면 겉껍질이 터지는 것이다.
지구과학·천문우주
Q. 모든 행성들도 남극은 얼음지대인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.행성마다 자전축이 달라서 극지방 얼음이 표면에 나외있는 곳도 있고 땅속에 있는 행성도 있습니다. 얼음이 있다는 것은 물이 있다는 증거로 수소, 산소가 있을 가능성이 많습니다.
전기·전자
Q. 골저도 이어폰의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.일반적으로 소리는 공기전도를 통해 듣게 된다. 소리의 진동이 공기를 타고 외이에 도달한 뒤 고막을 진동시키고, 이후 내이에 있는 달팽이관에서 전기에너지로 바뀌어 뇌로 전달되는 방식이다. 골전도의 경우 이와 조금 다르다. 소리의 진동이 고막을 거치지 않고, 뼈와 근육을 통해 내이에 진동을 전달한다.골전도를 직접 체험해보고 싶다면, 귓구멍을 손가락으로 막은 후에 목소리를 내보자. 귀를 막은 만큼 공기전도가 불가능해 외부의 소리는 들리지 않는데, 분명 자신의 목소리는 또렷하게 들릴 것이다. 이는 성대와 구강을 통해 발생한 소리의 진동이 두개골과 근육을 통해 내이로 전달됐기 때문이다.녹음된 자신의 목소리가 어색하게 들리는 이유도 골전도와 연관된다. 스스로의 목소리를 듣는다는 것은공기를 타고 귀에 전달되는 공기전도음과, 성대의 떨림이 두개골과 주변 근육으로 직접 전달되는 골전도음이 합쳐진 소리를 듣는 것이다.그러나 목소리를 녹음하면 입으로 나오는 소리만 녹음되고, 뼈를 통해 전달되는 소리는 녹음되지 않기 때문에 다르게 들릴 수밖에 없다.이러한 골전도 현상을 이용한 음향기기가 바로 골전도 이어폰이다. 골전도 이어폰은 귀 주변 뼈와 피부를 통해 내이에 진동을 줌으로써 소리를 전달하는 방식을 사용한다.일반 이어폰의 가장 큰 차이는 진동자(Vibrator)의 유무다. 진동자를 통해 귀 주변 뼈에 진동을 주면, 이 진동이 고막보다 더 깊숙한 곳에 자리 잡은 내이에 전달되는 식이다. 고막에 직접적으로 영향을 줘 소리를 전달하는 일반 이어폰과 비교되는 부문이다.물론 이러한 진동은 전혀 체감할 수 없는 정도다. ‘머리까지 울리는 것이 아닌가’라는 고민을 덜어도 좋다는 말이다. 또한 신체의 어느 곳에 가져다 댄다고 소리가 들리는 것은 아니다.골전도 이어폰은 소리 전달 방식이 다른 만큼, 귀에 꽂고 사용하는 음향기기와는 디자인부터 차이가 있다. 주로 연골에 클립형으로 부착해 사용하거나, 헤드셋과 비슷한 디자인으로 귀 주변에 밀착해 사용하곤 한다. 최근 출시되는 골전도 이어폰은 착용감을 높이기 위해 헤드셋의 형태로 제작되고 있는 것이 대부분이다.
전기·전자
Q. 초전도체는 우리나라가 최초 개발인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.국내 연구기관 4곳이 상온 상압 초전도체 주장 물질(LK99)의 시료를 만들어 검증한 결과 초전도성을 확인하지 못한 것으로 나타났다. 원본보기[이미지출처=연합뉴스]한국초전도저온학회는 31일 오후 브리핑 자료를 내 총 4곳의 국내 연구기관이 퀀텀에너지연구소 측의 레시피대로 LK-99를 제작해 재현 실험을 실시했지만 초전도 특성을 보여주는 사례는 없었다고 밝혔다.구체적으로 한양대 고압연구소는 LK-99과 조성 및 특성이 유사한 시료를 만들었는데, 저항의 급격한 변이는 있었지만 전기 저항이 10의3승 옴(Ω)/cm 수준으로 도체가 아니라 부도체에 가깝다는 결론을 내렸다. 자화율도 초전도체와는 다른 특성을 보였다.서울대 복합물질상태연구단도 퀀텀에너지연구소 측이 지난달 22일 아카이브(arXiv)에 발표한 LK-99 논문에서 제시한 방법을 적용해 시료를 만든 결과 다소 다른 결정 구조를 가진 물질이 나왔다. 저항률이 온도가 내려가면서 5~10배 증가했으며 자화율은 전반적으로 약한 반자성 특성만 보였다. 부산대 양자물질연구실은 합성된 전구체의 조성 비율을 조금씩 달리하면서 두 종류의 시료를 재현했ㄷ./ 그러나 전기 저항 측정 결과 저온에서 저항이 증가하는 반도체 성질을 보였으며, 150~180켈빈(K·영하 120~93도 사이)에서 저항의 변화가 관측됐다. 하지만 초전도성에 의한 전기 저항 감소는 아니라고 판단됐다. 이 연구실은 현재 두 번째 합성 시료에 대해 분석 중이다. 포항공대 물리학과 연구팀은 LK-99 논문과는 다른 별도의 공정으로 단결정을 제작했으며, 부도체의 특성이 확인됐다. 이달 중순 독일 막스 플랑크 연구소가 발표한 결과와 일치한다. 이들 4곳 외에도 고려대 초전도 재료 및 응용 연구실, 성균관대 양자물질 초전도 연구단, 경희대 에너지소재양자물성연구실, 성균관대 전자활성에너지소재연구실 등이 LK-99 시료 제작 및 초전도성 확인 실험을 진행 중이다. 학회는 "외국 재현 실험 연구 결과를 보더라도 제조 시료 특성이 연구 기관별로 크게 다르다"면서 "여러 연구기관이 다양한 방법으로 가능한 많은 시료를 재현해 측정하는 것이 결론 도출에 도움이 된다"고 설명했다.
화학
Q. 탄산수에 원리에 대해서 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.탄산수(炭酸水, carbonated water)는 이산화 탄소가 용해되어 이온화된 물을 가리킨다. 이 밖에 피즈 워터(fizz water), 셀처 워터(seltzer water), 클럽 소다(club soda), 스파클링 워터(sparkling water) 등으로도 불리나, '스파클링 워터'와 같은 이름은 어디까지나 탄산수의 식감에 따른 것으로 탄산에 한정하지 않고 '발포성 음료수' 전반을 가리킨다.전통적으로는 탄산광천에서 용출되는 음용수나 전통의학의 약재(약수)로서 사용되어 왔으며, 비만, 당뇨병 등 영양 과잉에 따른 대사질환이 만연한 오늘날에는 탄산음료의 높은 당분과 열량을 피하기 위한 대체재로서 주목받고 있다. 알코올 중독을 치료하기 위한 방법으로 이용되기도 한다.
토목공학
Q. 파키스탄의 구름시딩에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.비에 대한 이러한 관심은 마침내 날씨를 조절하고자하는 욕망으로까지 발전하였다. 중세기 영국에서는 마을에 있는 모든 교회의 종을 동시에 울려서, 대기를 흔들어 비가 내리게 하도록 시도하기도 했다. 19세기 후반에 이르러서는 공기를 충분히 냉각시키기 위해 액화탄산가스(L-CO2)를 공중에 살포하거나, 로켓을 이용해 폭발물을 구름 높이까지 쏴 올려서 인공적으로 비를 내리는 것(인공강우)을 시도하기도 했다.과학적으로 살펴보면, 인공강우(人工降雨)는 응결핵 또는 빙정핵이 적어 구름방울이 빗방울로 성장하지 못하는 구름에 ‘응결핵’ 즉 ‘비 씨앗’을 뿌려 구름입자가 인공적으로 뭉치도록 하는 것이다. 구름 입자 속에 빗방울을 만드는 응결핵이 적어 구름 속 수분이 빗방울로 자라지 못할 때, 인공비 씨앗을 던져주면 수분이 폭발적으로 달라붙어 빗방울이 되어 지상으로 떨어진다.일반적으로 온도가 0도 이하인 한랭구름에는 빙정핵으로 아이오딘화은(요오드화은, AgI)이, 그리고 냉각물질로 드라이아이스가 활용된다.
토목공학
Q. [방사성 물질] 세슘 , 삼중수소의 안전하다는 기준이 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.후쿠시마 원전 사고 직후인 작년 4월부터 지난 2일까지 11개월 동안 일본산 수산물에서 세슘이 검출된 사례는 모두 43건에 달한다. 양으로 따지면 고등어와 명태 등 1030톤에 달하는 엄청난 양이다. 이 가운데, 85%는 올해 1월 5일 이후 두 달 동안 집중적으로 검출됐다. 그러나 검출된 것으로 문제가 해결되지 않았다. 농림수산 검역 검사 본부는 검출된 세슘이 미미한 수준이라며 전량 시중 판매를 허용했다. 세슘의 식품 허용 기준치는 1킬로그램 당 370베크렐 이하인데, 이 먹거리에서 검출된 세슘은 최대 1.7%에 그쳐 걱정하지 않아도 된다는 것이다.정부는 지난 7월 발간한 자료집 '후쿠시마 오염수 10가지 괴담'에서 일본 정부가 세계보건기구(WHO)의 기준치(1만㏃/ℓ)보다 훨씬 적은 1500㏃/ℓ의 농도로 삼중수소를 희석한다며, 일상에서 접하는 커피(4900Bq), 바나나(6000Bq)보다 적은 수준으로 소개했다. 또한 물 형태로 존재하는 삼중수소는 사람과 물고기 등 생태계에 농축되지 않는다며 '무시해도 될 수준'이라고 일축하기도 했다. 강 교수도 삼중수소가 바다에 방류된 뒤에는 측정 힘든 수준으로 희석될 뿐만 아니라 체내에 유입돼도 "소변이나 땀을 통해 인체에 축적되지 않고 빠져나간다. 물고기의 경우 더 빨리 빠져나간다"며 삼중수소의 유해성 및 체내 축적 가능성을 배제했다.