안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 스핀코터의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다. 스핀 코터를 이용한 도포A. 회전체 B. 피도물 표면 C. 도포액「스핀 코터」는 회전 원심력을 이용한 도포 장비로, 「스피너」라고도 합니다. 평활한 피도물(대상 물체)에 대해 얇고 균등한 도막을 만들 수 있습니다. 대표적인 용도로는 반도체 웨이퍼의 표면 처리나 레지스트 도포를 비롯한 프로세스부터 광학식 미디어의 코팅, 렌즈의 프라이머 및 조광액 도포 등 폭넓게 이용되고 있습니다.피도물(대상 물체)의 중심에 도포액을 떨어트리고 고속 회전시킵니다. 가속 회전으로 도포액에 원심력이 생기고 도포액이 표면 전체에 확산 도포되어 막을 형성합니다. 도포막 두께는 도포액의 점도, 피도포물의 회전 수, 회전 기동 가속도, 건조 속도 관련 배기에 의해 결정됩니다. 스핀 코터의 단점은, 회전 원심력으로 여분의 도포액을 피도물 밖으로 날리는 원리이기 때문에 실제로 막이 되는 액체량이 적하 액체량보다 적어 재료의 손실이 발생한다는 것입니다.배기에 의한 건조 속도 컨트롤, 장치 밖으로의 비산 방지, 이물질 혼입 방지를 위해 회전체·적하 기구가 케이스에 들어 있거나 도공 시 덮개를 닫는 타입이 일반적입니다. 장비의 기본 원리는 최근 수십 년간 변함이 없지만 피도물의 사이즈나 중량·재질에 대응하는 장치, 회전 수(속도) 제어·자동 적하 기능 등 다양한 사양과 기능이 있습니다.
Q. 닭이 먼저인지 계란이 먼저인지요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐는 수천년을 이어온 철학적 질문인데 저는 조금 다른 관점에서 답변드립니다.1. 진화론적 입장닭은 파충류에서 진화하였다고 합니다. 파충류도 알을 낳기 때문에 진화과정에서 돌연변이된 어떤 알에서 닭이 나오고 닭의 혈통이 고정되어 후세에도 닭이 된 것이 아닐까요 따라서 달걀이 먼저입니다.2. 창조론적 입장신이 세상을 창조하였을때 사람과 동물을 만들었고 여기에 닭도 포함되었습니다. 고로 닭이 먼저입니다3. 참고의견① 영국의 과학자들이 달걀은 닭의 난소에서만 만들어지므로 닭이 먼저다 라는 주장을 하는데 그럼 난소에 달걀을 만들어 낸 그 닭은 어떻게 나왔을까요 ? (또 되돌이표가 됩니다.)② 또한 비단 이 궁금증이 왜 닭인가요? 모든 동물에 해당됩니다.- 사람은 갓난 아기가 먼저인가요? 다 큰 어른이 먼저인가요?- 사자는 다 자란 사자가 먼저일까요 갓 태어난 아기사자가 먼저일까요?- 돼지는?, 말은?, 개는?, 참새는?, 비둘기는?, 오리는, 갈매기는?이 문제의 핵심은 진화론적인 관점인가? 창조론적인 관점(믿는사람만 해당) 인가에서 접근하면 조금 쉬운데 굳이 닭과 알에서만 그 원인을 찾아야 하느냐 문제입니다.제 답변이 도움이 되셨길 바라며, 멋진 하루 보내시기 바랍니다. 감사합니다.
Q. 바닷물은 얼지 않는데 왜 계곡물 어나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바닷속 소금기 때문에 잘 얼지 않는다!추운 겨울날 날씨가 갑자기 추워지면 수도관이 터지고, 강과 호수도 꽁꽁 얼어 버리는 경우를 볼 수 있어. 그래서 꽁꽁 얼은 강 위에서 스케이트나 썰매를 타기도 하지. 그런데 한겨울에 바다가 얼어 있는 것을 본 적이 있니?가끔 텔레비전에서 북극 지방의 바다가 얼어 있는 것은 본 적이 있을 거야. 하지만 동해 바다가 꽁꽁 얼어 있는 것은 본 적이 없을 거야. 이상하지 않니?왜 똑같은 물인데 강이나 호수는 얼고, 바다는 잘 얼지 않는 것일까? 바다가 잘 얼지 않는 가장 큰 이유는 바닷물 속에 들어 있는 소금기 때문이야. 순수한 물은 0℃에서 얼기 시작하지만, 바닷물에는 소금기가 들어 있기 때문에 얼기 시작하는 온도가 물이 어는 0℃보다 더 낮아.즉, 바다의 소금기가 물이 어는 온도를 떨어지게 만들기 때문에 바닷물은 잘 얼지 않는 것이지.
Q. 물속에서 중성부력을 어떻게 맞춰야 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.부력과 중력의 힘이 동일한 상태로, 중성부력을 유지하면 물에서 뜨지도 가라앉지도 않는다.부력(浮力)은 중력(重力)과 반대방향으로 작용하는 힘으로, 유체(기체나 액체) 속에 있는 물체를 중력에 반하여 위로 띄우는 힘을 말한다. 물체를 공기나 물 즉 유체에 넣었을 때 물체에 작용하는 부력의 크기는 물체의 부피와 같은 양의 유체에 작용하는 중력의 크기와 같다. 다시 말해 부력이란 어떤 물체가 공기나 물 속에 있을 때 물체에 의해 밀려난 물이나 공기의 무게만큼 물체를 위로 떠받치는 힘이라 할 수 있다. 이런 아르키메데스의 원리(부력의 원리)에 의하여 고안된 것이 열기구·헬륨풍선·배·잠수함 등이다.한편 중성부력은 부력과 중력의 힘이 동일하여 물에서 뜨지도 가라앉지도 않는 상태를 말하며 물에서 뜨려는 성질은 양성부력, 가라앉으려는 성질은 음성부력이라 한다.물고기는 기체로 채워져 있는 부레를 이용하여 물에 뜨지도 가라앉지도 않는 중성부력을 유지한다. 잠수함의 경우 수중에서 항해를 하거나 정지해 있으려면 물 위로 떠올라서도 안 되고, 가라앉아서도 안 되기 때문에 중성부력을 유지하는 것이 중요한데 중량과 부력의 변화를 인지하여 밸러스트 탱크(ballast tank)라는 물탱크에 해수를 보충하거나 배출함으로써 중성부력을 유지할 수 있다.스쿠버다이버 역시 원하는 수심에 머무르며 몸을 마음대로 가누려면 부력조절기(BC; buoyancy compensator)의 도움과 적절한 호흡법을 통해 중성부력을 유지해야 한다.
Q. 이퀄라이징의 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바다 속 10~30m까지 여행하는 스쿠버 다이빙은 일반인들도 1시간 정도 간단한 교육을 받으면 전문가들의 안내를 받아 바닷속을 들여다 볼 수 있고, 일주일 가량의 강습을 받고 자격증을 따면 ‘바닷속 자유여행’을 떠날 수 있다.물 속에 들어가면 우리 몸은 여러 가지 변화를 겪게 되는데 가장 먼저 느끼는 변화는 귀가 멍멍해진다는 것이다.마치 비행기가 이착륙할 때나 기차가 터널 속을 빠르게 달릴 때 느끼는 것과 비슷하다.물에서는 수심 10m마다 1기압씩 압력이 높아지게 되는데, 우리 몸이 여기에 적응을 하지 못했기 때문이다.이 때 콧구멍과 입을 막고서 숨을 거세게 내쉬면 ‘펑’하고 귀가 뚫리게 되는데 이 같은 동작을 ‘이퀄라이징’이라고 부른다.능숙한 잠수부들 역시 바다 속으로 깊이 내려갈 때마다 이 동작을 반복하며, 스스로를 적응시킨다.물에 어느 정도 적응이 되었으면 공기통을 둘러메고 본격적으로 바닷속을 탐험해 보자. 바닷속 절경에 취해 깊은 곳으로 들어가다 보면 우리 몸에는 땅에서와 다른 변화들이 하나둘씩 나타나게 된다.물 속에서는 우선 산소가 문제가 된다. 인간은 산소가 없으면 잠시도 살 수 없는 없지만, 물 속에서는 산소가 너무 많아서 문제가 된다.공기통에서 체내로 들어오는 산소의 압력이 육지보다 훨씬 높아지면서 우리 몸속에 ‘활성산소’가 늘어나게 되는 것이다.평상시에도 우리 몸에는 활성산소가 만들어지지만, 워낙 소량인데다 인체에는 활성산소를 제거하는 효소들이 있기 때문에 크게 문제가 되지 않는다.하지만 높은 압력으로 오랫동안 산소를 호흡해야 하는 바다 속에서는 사정이 다르다. 대량으로 흡수된 활성산소들을 몸속의 효소들이 다 처리하지 못하는 현상이 생기는 것이다.물론 1~2시간 남짓의 짧은 잠수에는 큰 문제가 없다. 하지만 욕심을 부려 수심 20m에서 6시간 이상 호흡하면, 폐와 기관지세포가 손상되어 호흡곤란을 일으키는 사고로 이어진다.전문 스쿠버들이 수심 9m 이상의 깊이로 잠수를 할 때는 순수한 산소 대신 압축 공기가 들어있는 공기통을 사용하는 것도 이 때문이다. (순수 산소는 활성산소로 인한 피해를 더욱 크게 만든다.)