Q. 사람의 몸에 가장 많이 포함된 원소는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.산소는 인체에서 가장 풍부한 원소로 인체 질량의 약 65%를 차지하는 원소입니다. 인체 내 가장 풍부히 존재하는 화합물이 물이기 때문에 원소 기준으로도 인체 내 산소가 가장 풍부히 존재하는 것입니다. 물 분자는 하나의 산소 원자와 2개의 수소 원자로 구성되어 있는데 여기서 산소 원자의 질량, 즉 산소의 원자량은 수소의 원자량 보다 훨씬 크기 때문에 물의 무게 대부분은 산소가 차지하고 있다고 볼 수 있습니다. 탄소(C) 인체는 많은 조직은 탄소를 골격으로 하는 화합물인 유기화합물로 구성되어 있습니다. 탄소는 인체에서 두 번째로 풍부한 원소이며 인체의 약 18%를 차지하는 원소입니다. 탄소는 단백질, 탄수화물, 지방 뿐 아니라 핵산에도 포함되어 있습니다. 수소(H) 수소 원자는 인체를 구성하는 원소 중 가장 많은 개수를 가진 원자이지만, 가장 가벼운 원소이기 때문에 질량으로 환산하면 약 10%에 불과합니다. 수소의 많은 부분은 물에서 유래한 것이며 수소는 체내에서 전자의 운반체 역할을 합니다. 질소(N) 질소는 인체 질량의 약 3.3%를 차지합니다. 대부분 단백질과 핵산에서 발견됩니다. 칼슘(Ca) 칼슘은 인체 질량의 약 1.5%를 차지합니다. 칼슘은 뼈와 치아의 주요 성분이며 칼슘 이온은 근육 수축에 중요합니다. 인(P) 인은 인체 질량의 약 1%를 차지합니다. 인은 핵산에 포함되어 있으며 인체 에너지 전달의 주요 구성 원소로 사용됩니다. 칼륨(K) 칼륨은 인체 질량의 약 0.2 ~ 0.4%를 차지합니다. 주로 신경 전달에 사용되는 핵심 양이온 물질입니다. 황(S) 황은 인체 질량의 약 0.2 ~ 0.3%를 차지하며 아미노산과 단백질에서 발견됩니다. 나트륨(Na) 나트륨은 인체 질량의 약 0.1 ~ 0.2%를 차지하며 칼륨과 같이 핵심 양이온 물질입니다. 나트륨은 신체의 전해질 균형을 조절하고 혈액 및 세포의 항상성을 유지하게끔 합니다. 그 이외에 알루미늄, 실리콘, 철, 코발트, 아연, 아이오딘(요오드), 셀레늄, 불소 등이 미량으로 존재합니다.
Q. 환경호르몬은 어떤물질에서 생성이 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.환경 호르몬으로 추정되는 물질로는 각종 산업용 물질, 살충제, 농약, 유기 중금속류, 다이옥신류, 의약품으로 사용되는 합성 에스트로겐류 등을 들 수 있다. 이 중 다이옥신은 소각장에서 피복 전선이나 페인트 성분이 들어 있는 화합물을 태울 때 발생하는 대표적인 환경 호르몬이다. 아울러 컵라면의 용기로 쓰이는 스티로폼의 주성분인 스틸엔 이성체 등이 환경 호르몬으로 의심받고 있다. 이러한 환경 호르몬은 생태계 및 인간의 생식 기능 저하, 기형, 성장 장애, 암 등을 유발하는 물질로 추정되고 있다.이에 따라 전 세계적으로 생물종에 위협이 될 수 있다는 경각심을 일으켜 오존층 파괴, 지구 온난화 문제와 함께 세계 3대 환경 문제로 등장하였다. 세계 야생 동물 보호 기금 목록에서 67종, 일본 후생성에서 143종, 미국에서 73종의 화학 물질을 환경 호르몬으로 규정하고 있지만 얼마나 더 늘어날지는 아직 예측할 수 없는 상태이다.
Q. 고래의 조상이 육상동물인 것을 어떻게 알아낸 것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.책을 잠깐 참고 해서 설명하자면 그 시절은 공룡도, 식물도 이미 모 두 멸종해버리고 겨우 가까스로 포유류가 살아 남 았던 시절이랍니다.다시 돌아가서,,,혹등고래 조상의 이름은 ' 파키케투스'였고, 늑대만 한 크기에 겉모습은 개 와 비슷하고 꼬리도 길었다고 알려져 있어요. 네 다 리로 걸어 다녔고, 심지어 발가락에는 발굽도 있었 어요. 주로 육지에서 생활했고, '테티스해'라는 바 다로는 아주 가끔 나가 큰 물고기나 새, 거북이 따 위를 잡아먹었다고 합니다.
Q. TFT-LCD는 무슨 의미인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.액정의 변화와 편광판을 통과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 영상정보를 표시하는 디지털 디스플레이로써 TFT-LCD라고도 한다. 노트북 컴퓨터와 데스크톱 컴퓨터의 모니터, 휴대폰이나 텔레비전, 디지털카메라 등의 디스플레이로 사용된다. 전기소비량이 적을 뿐 아니라 가볍고 얇으면서도 해상도가 높다는 이점이 있다. 반면 광학적 이방성 때문에 볼 수 있는 화면의 각도가 좁고 색깔을 바꾸기 어려우며 액정의 응답속도가 느려 자연스러운 동화상 재현이 어렵다는 단점이 있다. 또 두께를 더 얇게 하고 소비전력을 줄이는 데 한계가 있다는 것도 문제이다.구조는 컬러 필터, 박막트랜지스터가 형성된 2장의 유리기판, 유리기판 사이에 채워넣은 액정, 광원인 백라이트유니트(back light unit:BLU)로 이루어졌다. 매우 얇은 유리기판 위에 반도체 막을 형성한 회로인 박막트랜지스터는 액정을 조절하며 화면을 구성하는 최소 단위인 화소를 제어한다. 컬러 필터는 빨강 파랑 초록 등 3개 색깔을 가진 화소를 유리판 위에 코팅한 것으로 영상을 구현하는 기능을 한다.
지구과학·천문우주
Q. 오로라는 어떻게 생겨나는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.오로라는 우주에서 지구로 유입되는 하전 입자들이 고층대기의 기체들과 충돌하여 빛을 내는 현상이다. 지구 자기력선을 따라 대기로 낙하하는 하전 입자들(주로 전자)이 대기 중 원자 혹은 분자들과 충돌하면 이들이 들뜬 상태가 되는데, 이렇게 들뜬 기체들이 원래의 바닥 상태로 돌아가면서 빛을 방출하게 되는 것이다. 남반구와 북반구의 고위도 지방에서 주로 나타나며 각각 남극광 또는 북극광이라 부르기도 한다. 태양풍 중의 자기장에서 남향 (지구의 북극에서 남극으로 향한다) 성분이 증가하면 태양풍에서 지구자기권에 유입되는 에너지가 증가하고 그 결과 지구자기권 내에 큰 에너지가 축적된다. 이 에너지에 의해서 자기권 꼬리의 자기중성면 부근에서 입자가 급속하게 가속되고, 다시 지상 수천km 높이 부근의 자기력선에 인접한 전기장에서 속도가 더욱 가속되며 자기력선에 유도되어 초고층대기에 입사된다. 이런 메커니즘을 통해서 입사되는 전자에 의해 발광하는 오로라가 커튼형오로라이다. 커튼형오로라의 높이가 주간에서 저녁때를 거쳐 밤중에 이르는 사이에 점차 낮아지는 것은 이런 가속이 주간보다 야간에 현저하다는 사실을 보여준다. 인공위성과 로켓에 의한 관측에서도 가속전압이 낮에서 밤으로 갈수록 점차 증가한다는 사실이 알려졌다.오로라는 태양에서 날아온 대전입자가 지구 자기장과 상호작용하여 극지방 상층 대기에서 일어나는 대규모 방전현상으로, 태양은 항상 양성자와 전자 등으로 이루어진 대전입자를 방출하고 있다. 태양으로부터 모든 방향으로 내뿜는 이런 플라스마의 흐름을 태양풍(solar wind)이라 하는데, 태양에서 지구에 도달하는 대부분의 태양풍은 지구의 자기장 밖으로 흩어진다. 오로라의 빛깔에는 황록색·붉은색·황색·오렌지색·푸른색·보라색·흰색 등이 있다. 저위도 지방에서 나타나는 붉은색 오로라는 산소에서 나오는 파장 6,300 Å의 빛에 의한 것인데, 고위도 지방의 호상 오로라의 최하한에 나타나는 붉은색은 질소에 의한 것이다.