안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 물의 성분에 따라 눈의 모양은 달라지나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.눈의 결정 어떻게 만들어질까?눈의 결정은 구름 속에서 얼음 결정에 수증기가 붙어 성장하는 과정을 거친다. 온도와 습도에 따라 다양한 형태로 변화된다. 눈의 결정은 대개 육각형 형태로 이뤄지고, 2mm 정도의 크기로 다양하게 변형된 모양을 한다.눈의 결정 모양대표적인 눈의 결정 모양은 여섯 개 난 별 모양이고, 바늘 모양이나 육각기둥형 등 3000종 넘는 종류가 있다. 육각의 눈 결정은 1611년 독일 천문학자 요하네스 케플러가 발표했다. 17세기 후반 현미경 발명되어 연구에 진전이 생겼다. 영국의 화학자 로버트 훅에 의해 눈 결정 그림이 널리 알려지게 되었다.눈의 결정은 육각형의 기본 형태이지만 판형, 별 모양, 기둥형, 바늘형, 나뭇가지형, 장구형 등 다양한 형태로 생성된다.육각형 별모양은 -15℃ 주변의 좁은 온도 범위와 높은 습도 조건에서 성장한다.같은 온도 조건에 습도에 따라 정교함이 달라진다. (높도 높을수록 정교해진다.)
Q. 초전도체는 발견이 안된건가요? 다른 물질인건지 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.국내 연구진이 발견했다고 주장한 상온 초전도체 ‘LK-99’는 과학적 근거가 전무하다는 국내 학계의 최종 결론이 나왔다. LK-99는 전기저항이 ‘0’인 초전도체가 아니라, 저항이 세서 전기가 잘 통하지 않는 부도체로 규정됐다.한국초전도저온학회 LK-99검증위원회는 13일 발간한 검증백서에서 “LK-99 가 상온 상압 초전도체라는 근거는 전혀 없다”고 밝혔다.유명 학술지를 비롯한 해외 연구진들에 이어, 국내 주요 연구기관들로 이뤄진 검증위조차 LK-99는 초전도체가 아니라는 결론을 내리면서 지난 7월 퀀텀에너지연구소의 첫 공개 주장 이후 학계를 떠들썩하게 만든 초전도체 논쟁이 마침표를 찍는 모양새다.검증위는 LK-99가 무엇보다 초전도체의 가장 중요한 특징인 전기저항이 ‘0’이 아니라는 점을 지적했다. 또 ‘마이스너 효과’(외부 자기장에 반발해 밀어내는 것)를 보여주지 못했다고 했다.‘초전도성’이란 특정 온도 이하에서 전기저항이 사라지고 외부 자기장에 반대되는 내부 자기장을 형성해 ‘완전반자성’을 나타내는 성질이다.검증위에 소속된 부산대·성균관대·경희대·서울대 등 8개 연구기관은 퀀텀에너지연구소에서 공개한 물질 합성법 등을 토대로 재현 실험을 진행했다. 검증위는 그 결과 “합성 및 측정된 시료는 기본적으로 모두 부도체였다”며 “불순물 없이 균일한 조성을 갖는 단결정 시료에서는 10기가옴 (GΩ) 수준의 저항값이 측정됐다”고 밝혔다. 그러면서 “이는 LK-99가 근본적으로 부도체임을 보여주는 것”이라고 결론냈다.
Q. 바나나는 어떻게 만들어 졌는지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.다년생이지만 한 번 수확한 개체는 상품성 있는 큰 바나나가 열리지 않아서 경제성이 떨어지므로 대부분 수확 직후 줄기는 베어낸다. 그리고 땅 속에 있는 알줄기에서 죽순처럼 돋아 있는 '흡아(吸芽, Sucker)'를 떼어다가 땅에 심어서 연중 재배를 이어간다. 따라서 열대 재배지에서는 따로 수확시기가 없다.[1] 즉 대나무와 야자수처럼 이름과 실제가 다른 것이다. 다년초라 열매인 바나나를 채취하고 난 후에도 계속 자라긴 하지만, 바나나 풀의 줄기를 잘라줘야 다시 성장하는 데 더 도움이 되므로 매년 자르고 다시 키운다. 아마 열대지방에서 멀리 떨어진 내륙지역에 사는 사람들에게 바나나는 그들이 알고 있는 열대과일 중에서도 제일 익숙한 과일일 것이다.바나나를 나무에서 열리는 것처럼 묘사하는 문장이나 삽화가 많지만, 바나나는 사실 목본식물이 아니라 여러해살이인 초본식물이다. 크기로 짐작할 수 있듯이 세계 최대의 초본식물 중 하나로 기둥 부분 및 줄기는 나무와 비슷해 보이지만 사실 잎과 비슷한 구조물이 물고기의 비늘처럼 여러 겹으로 층층이 겹친 형태라 나무 줄기와는 다르다. 그래서 이를 '의사줄기'또는 '헛줄기'라고 부른다.열매로서의 바나나는 일반적으로 과일로 분류된다. 바나나가 초본, 즉 나무가 아니라 풀의 열매인 점을 들어 채소라는 주장이 있는데 엄밀히 따지면 이게 맞는 말이나 한국어에서 '과일'이라 함은 '나무나 초본(풀)에 열리는, 사람이 먹을 수 있는 열매'를 가리키므로 과일이라 칭해도 무방하다.[2] 식물학적으로는 씨방 혹은 연관된 기관이 발달한 열매를 가리키며 식용 불가능한 것도 포함되므로 범위가 더 넓다. 식물학적으로도 바나나는 과일이며, 과일의 분류[3]중에서는 장과에 속한다. 농업용어사전에서도 과일은 '종자식물의 꽃이 정받이를 한 후, 자방이 자라서 익은 것. 과일이라 함은 과실 중에서 식용할 수 있는 것'이라 하여 초본을 배제하지는 않는다. 과일인지 채소인지의 여부는 사회·문화·관습적 구분이며, 대한민국의 경우 관세법, 부가가치세법시행규칙, 국어사전에서 바나나를 과일로 분류했다.
Q. 화학 용어 중에 어닐링이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.반도체에 불순물을 도핑시킬 때 이온 이식 직후에 반도체의 격자에 생긴 손상을 제거하기 위해서 약 1시간 동안 웨이퍼를 400℃ 정도로 가열하는 것.어닐(anneal)이란 열처리를 함으로써 어느 물질에 축적되어 있는 일그러짐을 없애 전기적 또는 기계적 특성을 개선하는 것을 말한다. 반도체 소자 제조 프로세스에서는 반도체 중의 결정 결함의 회복, 박막의 내부 일그러짐의 회복 등을 위하여 사용된다. LSI 제작 프로세스에서는 이온 주입 등에 수반된 손상의 어닐, MOS 소자의 경계면 특성 개선을 위한 어닐 등이 중요하다. 이온 주입에 따르는 도너(donor) 또는 억셉터(acceptor) 불순물을 반도체 중에 도입하는 경우, 반도체 원자와 충돌 과정을 반복하여 이온이 정지하기 때문에 반도체 중에는 많은 격자 결함이 생긴다. 이러한 결함을 회복하고 주입된 이온을 치환 위치로 배열하여 전기적으로 활성화된 도너 또는 억셉터 불순물로 만들 필요가 있다. 이를 위하여 전기로에서 시료를 가열시켜 어닐을 행한다. 가열은 질소 또는 아르곤 등의 비활성 가스 중에서 행하는 경우가 많으며, 실리콘 프로세스에서는 온도가 900~1,000℃에서 30분 정도 열처리를 한다. 이에 비하여 1977년 이후에 이온 주입층을 레이저에 의하여 가열시켜 어닐을 하는 레이저 어닐이 연구되고 있다. 이것은 대단히 단시간(1㎳ 이하~수 ㎳) 레이저를 조사(照射)시킴으로써 가열하여 어닐하는 것으로, 종래의 전기로에서 어닐하는 것에서는 얻을 수 없는 특성(예를 들면, 이온이 주입된 불순물의 분포 상태를 보유한 채 활성화될 수 있다)이 얻어진다든가 시료 전체를 가열하지 않고 국부적인 가열을 할 수 있다는 이점이 있다. 레이저 대신에 전자 빔을 사용하여 어닐을 하는 전자 빔 어닐도 레이저 어닐과 같은 이점이 있기 때문에 활발히 연구되고 있다.MOS 소자의 경계면 특성 개선을 위한 어닐로는 질소 또는 질소와 수소의 혼합 가스 속에서 열처리가 행해지고 있다. 이것을 수소 처리라고 한다. 이 밖에 증착 등에 의한 박막 형성 후, 내부 변형을 완화시키기 위한 어닐도 행해진다.
Q. 화성의 위성은 화성과 충돌할 거라고 하는데 맞나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.포보스는 화성의 자전주기보다 더 빠른 공전주기를 갖고 있어 화성 표면에서 볼 때 서쪽에서 떠서 동쪽으로 지지만 데이모스는 화성의 자전주기보 다 느려 동쪽에서 떠서 서쪽으로 집니다.화성에서 데이모스는 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지 는데 2.48일이 걸리고, 5.466일을 주기로 뜨고 짐을 반복합니다.데이모스의 각지름은 최대 2.5'으로 화성 표면에 서 육안 관측 시 지구에서 보는 금성 수준의 밝기로 보일 것입니다.포보스 만큼 가깝지는 않지만 데이모스 역시 화성의 적도를 따라 매우 가까운 궤도를 공전하고 있 기 때문에 화성의 북극과 남극 주변(위도 82.7°이상)에서는 데이모스를 관측할 수 없습니다.