안녕하세요. 이동호 전문가입니다.
화학
Q. 염색 샴푸의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.염색샴푸의 원리는 갈변방식과 코팅방식으로 크게 2가지 방법이 있습니다.1) 갈변방식갈변이란, 특정성분이 공기중 산소와 만나 산화효소 작용으로 갈색으로 되는 현상입니다.사과를 공기중에 두면 갈색으로 변하는 것과 같은 원리입니다.이처럼 갈변샴푸는 폴리페놀이 함유된 성분이 산소화 반응해서 흑갈색으로 변하게 됩니다.2) 코팅방식모발에 컬러를 코팅하는 방식입니다.산화제를 사용하는 갈변방식과 달리 머리카락 손상이 없는 장점이 있으나,갈변방식에 비해 색 유지기간이 짧습니다.
물리
Q. 인체는 왜 졸린경우 하품을 하게 되는 것인가요.?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.하품이 나는 이유로 가장 대표적인 가설은 "뇌를 식히기 위해" 입니다.이는 "뇌 냉각설"이며, 미국 뉴욕주립대학교 진화심리학자 고든 갤럽 박사는 2007년 연구를 통해, 뇌의 온도가 올라가는 것을 막기 위해 하품을 한다고 발표했습니다. 또 다른 과학자들은 주변의 산소가 부족할 때 하품을 한다고 주장합니다.하지만 지금까지 어떠한 가설도 하품의 원인을 완벽하게 증명하는 연구는 없습니다.따라서 하품을 하는게 졸음을 사라지게 하는 효과에 대해서는 현재까지 확실하게 밝혀지지 않았습니다.
생물·생명
Q. 왜 과학에선 숫자를 늘리는가요
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.단순 수의 크기를 나타낼 때는 자연수를 사용하게 되고 이와 다르게, 질량과 같이 정확한 수치를 표기할 때는 소수점 까지 기입할 경우 보다 정확한 수치의 표현이 가능하기 때문입니다.12.0으로 표기함으로써 정확한 12임을 나타냅니다.
토목공학
Q. 나무의 뿌리가 지반을 강하게 해주는 과학원리가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.나무가 많이 자라는 산은 산사태가 날 위험이 적습니다.비가 내리면 많은 양의 물이 흙 속으로 흡수되는데, 땅 속 깊숙이 내린 나무뿌리들은 흙이 움직이지 않게 잡고 있는 손 역할을 해서 흙이 흘러내리는 것을 막아 주기 때문입니다.나무가 없는 민둥산에 비가 내리면 빗물은 흙 속으로 잘 흡수되지 않고 흙을 싣고 산 아래로 흘러내려버리죠.그래서 큰 비가 내리면 산사태가 일어나기 쉬워지는 것 입니다.
지구과학·천문우주
Q. 하늘에 구름은 어떻게 만들어지나요
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.구름의 모양은 대기 상태에 영향을 받습니다.대기의 수증기가 포화상태가 되면, 기화되어 구름을 생성되기 시작합니다.이때 대기의 상태가 안정적이면 작은 구름이 생성되고,대기가 불안정한 경우에는 대규모 구름을 생성합니다.또한 높이가 높은 구름은 고도가 높은 지역에서 쉽게 생성됩니다.
화학
Q. 자동차는 어떻게 움직이게 되는건가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.자동차의 시동을 걸기위해서 스타트 모터를 사용합니다.자동차의 엔진을 작도하기 위해선 엔진을 시동걸어야하고, 이것을 해줄 수 있는 장치가 필요합니다.과거의 정말 단순한 엔진이라면 손으로 돌리는 플라이휠이나 발로하는 킥스타트를 사용할 수 있겠으나, 현대의 엔진은 사람 힘으로는 시동을 걸기가 어렵기에 스타트 모터의 힘을 빌려서 합니다.자동차는 엔진을 통해 움직이고, 엔진은 자동차를 움직이게 하는 가장 중요한 부분 중 하나입니다.간단하게 말하자면, 자동차 엔진은 연료(기름)의 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치입니다.작동원리는1) 흡입 단계엔진의 실린더로 공기와 연료가 흡입됩니다.2) 압축 단계피스톤이 상단으로 움직이며 연료와 공기의 혼합물을 압축합니다.3) 연소 단계스파크 플러그에서 불꽃이 발생하여 압축된 연료와 공기 혼합물을 연소시킵니다.이렇게 생성된 가스는 피스톤을 밑으로 밀어내며 기계적 에너지(회전) 생성합니다.4) 배기 단계마지막으로, 연소 후 남은 가스를 실린더 밖으로 배출합니다.이렇게 4가지 단계는 연속적으로 이루어져 엔진이 작동하게 됩니다.
생물·생명
Q. 총의 과학원리가 궁금해요! 총이 어떻게 생겨났나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.총은 화약의 폭발력이나 압축공기의 팽창력, 또는 용수철의 탄성 등을 이용하여 발사물(총알)을 발사하는 도구이다.일반적으로 화약을 사용합니다.총의 손잡이 부분에 있는 방아쇠를 당기게되면걸쇠가 움직이며 뇌관을 폭발시키게 되고,폭발하는 화약의 힘을 통해 총알을 밀어내게 되는 것입니다.추가적으로 총알에 회전력을 주어 더욱 멀리 날아갈수있게끔(사거리가 길어짐) 합니다.최초의 총의 발명에 대해서는 정확한 시간, 장소가 알려지지 않았습니다.다만 총의 발명 관련하여 중국과 유럽이 가장 유명합니다.우리나라도 중국의 총을 접한 후 총이 만들어졌습니다중국에서는 9세기 경 제작된 '화성총(Hwach'a)'이 있으며, 유럽에서는 14세기에 총과 비슷한 무기인 화약포(대포)가 발명되었습니다.
지구과학·천문우주
Q. 바다의 심해라는 기준이 정확히 어디부터인가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.심해는 바다의 매우 깊은 구간을 말하는 것으로, 햇빛이 거의 닿지 않는 곳을 지칭하는 말입니다.이러한 '깊다'의 기준은 학문마다 가지각색입니다.1) 생태학에서는 광합성을 할 수 없는 수심 200m를 기준으로 합니다.2) 하지만 해양학에서는 일반적으로 햇빛이 들지 않고 완전한 암흑이 되는 지점인 2,000m를 기준으로 하고있습니다. 수심 0~200m까지는 천해층 또는 표층, 유광층이라고 부르고, 200~1000m까지는 중심해수층 또는 중층, 박광층이라고 부르고,수심 1000~3000m까지는 점심해수층 또는 심해중층이라고 부르고, 수심 3000~6000m까지는 심해수층, 수심 6000m 이상부터는 초심해수층이라고 부릅니다. 즉, 생태학에서는 천해층을 빼고 전부 심해로 취급하며,해양학에서는 점심해수층 중간부터 심해로 취급합니다.
지구과학·천문우주
Q. 안개의 발생 원리가 궁금합니다. 왜 발생하나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.안개는 대기의 온도가 낮아져서 공기중의 수증기가 이슬화되어 작은 물입자가된 상태로 공중에 떠 있는 것을 말합니다.안개의 생성 원리는 다음과 같습니다.지상에서 증발된 물은 수증기가 되어 공기중으로 올라가면서 팽창하게 됩니다.그리고 공기는 일정한 온도에서 일정한 양의 수증기만을 포함할 수 있습니다.기온이 내려가 공기가 포화 상태에 이르면 일부 수증기는 응결되어 안개가 되기 시작합니다.그러다가 기온이 올라가 공기가 포함할 수 있는 수증기의 양이 늘어나면 안개는 사라지게됩니다.
화학
Q. 핫팩은 어떤원리로 뜨거워지나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.핫팩의 내부에는 철가루, 활성탄, 소금, 수분이 있습니다.핫팩의 원리는 바로 철의 산화 발열반응입니다. 핫팩의 겉 포장을 뜯어 공기가 통하는 상태에서 흔들거나 주무르면 안에 있는 철 가루가 산소와 만나 빨리 산화반응을 일으키게되며 몇 분내 온도가 30℃에서 60℃까지 올라가게 됩니다.활성탄과 소금, 수분은 철의 산화반응을 더욱 가속화시켜주기위해 들어있다고 보시면 됩니다.