안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
화학
Q. 물질대사란 무엇이며 동화작용은 뭔가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.흡수한 물질들을 이용해 자신에게 필요한 물질을 합성하기도 하고, 또는 물질을 분해하면서 그로부터 생명 활동에 필요한 에너지를 얻기도 한다. 그러한 과정에서 생긴 부산물이나 노폐물을 배출한다. 이렇게 생물체가 자신의 생명 유지를 위해 진행하는 모든 과정을 물질대사라 부른다. 물질대사는 크게 동화작용과 이화작용으로 나눌 수 있는데, 동화작용은 주위로부터 흡수한 저분자 유기물이나 무기물을 이용해 고분자 화합물을 합성하는 과정을 말한다.녹색식물이 이산화탄소와 태양에너지를 이용해 고분자 화합물인 녹말을 만드는 과정은 동화작용의 대표적인 예이다. 또 사람의 머리카락이 자라는 것은 몸 속에서 많은 아미노산을 재료로 하여 케라틴이라는 단백질이 합성되고 있기 때문인데, 이것 역시 동화작용의 예이다.
화학
Q. 물질대사라는게 무엇이며 동화작용은 어떤건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.생물체 내에서 일어나는 물질의 분해나 합성과 같은 모든 화학적 변화.모든 생물은 주위 환경으로부터 자신에게 필요한 물질을 흡수한다. 흡수한 물질들을 이용해 자신에게 필요한 물질을 합성하기도 하고, 또는 물질을 분해하면서 그로부터 생명 활동에 필요한 에너지를 얻기도 한다. 그러한 과정에서 생긴 부산물이나 노폐물을 배출한다. 이렇게 생물체가 자신의 생명 유지를 위해 진행하는 모든 과정을 물질대사라 부른다. 물질대사는 크게 동화작용과 이화작용으로 나눌 수 있는데, 동화작용은 주위로부터 흡수한 저분자 유기물이나 무기물을 이용해 고분자 화합물을 합성하는 과정을 말한다. 동화작용을 위해서는 빛 또는 화학 에너지가 필요하다. 이화작용은 반대로 고분자 화합물을 저분자 유기물이나 무기물로 분해하는 과정을 말한다. 이화작용을 거치면서 생물체는 활동에 필요한 에너지를 얻게 된다.
화학
Q. 계란을 깰 때 가로보다 세로로 깨기가 어렵다는데, 그 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다. 계란을 세로로 깨기는 가로로 깨는 것보다 훨씬 어렵습니다. 이는 계란 껍질의 구조와 물리적 특성 때문입니다.세로 방향으로 계란을 깨려면 껍질의 두께 방향에 대한 강도와 껍질의 곡률과 같은 추가적인 물리적 요소가 고려되어야 합니다. 계란 껍질의 세로 방향은 가로 방향에 비해 상대적으로 약하기 때문에, 세로 방향으로 깨려고 하면 껍질이 깨지지 않고 내부 액체가 흘러나오지 않는 경우가 많습니다.
전기·전자
Q. 불꽃놀이의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.연소시에 불꽃 색이 다릅니다.빨간색은 스트론튬이나 리튬, 노란색은 나트륨, 녹색은 바륨을 넣어 만들어져요.이처럼 불꽃의 색깔은 연화 내부 화학 재료에 의해 결정이 돼요.모양은 구체내 배치로 결정합니다.쏘아보내는 과정에서 회전이 걸리게 되고, 그래서 보통 원형 또는 무작위 무늬를 선택합니다.중심부 화약의 폭발력 등을 고려해서 터질 때의 크기를 결정합니다.
화학공학
Q. 아이들이 사용하는 기저귀는 어떤 원리로 소변을 흡수하나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.아기의 기저귀의 흡수현상은 세모관 현상으로 인해서 흡수가 됩니다. 그럼 흡수된 오줌이나 물과 같은 물질이 흡수가 된다면 세모관을 따라서 수분이 이동할테고 그 사이에 잉크를 넣어 놔서 파란색 잉크가 번지게 하는 것으로 추정 됩니다.고흡수물질, 부직포등이 많이 사용되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 열기구는 어떤 원리로 하늘을 날수 있는 건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.열기구는 공기를 가열하기 위한 연소장치(Burner), 뜨거운 공기를 가두어 줄 동그란 모양의 공기주머니(Envelope), 그리고 사람이나 비행에 필요한 장비를 싣는 바구니(Basket or Gondola)로 이루어져 있다. 초기의 열기구는 공기주머니의 공기를 가열하기 위해서 밀짚과 나뭇가지 등을 태워서 종이로 만든 공기 주머니를 가열시켰다. 하지만 1950년대 이후로는 액체 프로판 가스(LPG)를 연료로 공기주머니를 가열시키고 있다. 특히 열기구에 이용되는 공기주머니는 연소장치의 열에 잘 견디고 놓은 고도에서 찢어지지 않아야 하는데, 폴리우레탄이 코팅된 나일론을 사용하고 있다.열기구가 떠오르게 하는 방법은 아주 간단하다. 먼저 송풍기로 공기주머니에 찬 공기를 채워 넣는다. 그리고 나서 공기주머니가 부풀어 오르게 되면 연소 장치로 연료를 태워 공기 주머니 안의 공기를 가열시킨다. 그렇게 가열된 공기는 가벼워져서 위로 올라가게 되고 공기주머니를 서서히 들어 올리게 된다. 시간이 충분히 지나 공기주머니 안의 공기가 충분히 가열되면 공기주머니에 부력(떠오르게 하는 힘)이 생겨 열기구를 들어 올리는 것이다.
지구과학·천문우주
Q. 지구상에 존재하는 암석중 가장 단단한 암석은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.가장 단단한 암석은 금강석입니다. 활석 순으로 단단한 정도를 나타냅니다.
기계공학
Q. 제습기는 어떤 원리로 주변의 물기를 빨아 드리는 건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.압축기를 통해서 차가운 부분을 만들고, 그렇게 공기 중 수분을 응결시켜 모으는 방법입니다. 공기중의 수분이 차가워 지면 응결하는 원리를 이용하여 공기중의 수분을 제거하는 원리입니다.
화학
Q. 세탁할때 섬유유연제를 넣으면 정전기가 안나는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.섬유 유연제는 음이온이라는 극성을 나타냅니다. 섬유에 양이온을 중화시킬 수 있는 역활을 할 수 있습니다. 그래서 정전기 발생을 줄여 줄 수 있습니다. 또 양이온 계면 활성제가 의류에 붙어 섬유를 부르럽게 만들어 마찰을 적게해줍니다. 그러면 정전기 발생을 줄여 줄수 있는 것입니다.
생물·생명
Q. 연어가 알을 낳기 위해 다시 태어난 강으로 돌아가는 원리가 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.강으로 되돌아갈 때 후각을 이용하기도 해요. 새끼 연어는 알에서 부화한 뒤 바다를 향해 가는 동안 강의 상류와 중류, 하류를 순서대로 거치는데요. 그동안 물 냄새를 차례대로 기억하죠. 그 뒤 바다에서 다 자란 뒤 알을 낳기 위해 돌아갈 때 이전에 맡았던 냄새를 순서대로 떠올리며 자신이 태어난 곳으로 향하는 거예요. 미국 위스콘신대 연구진은 산란을 위해 상류로 향하는 연어의 코를 막는 실험을 진행했어요. 그 결과 콧구멍을 막은 연어는 태어난 곳과 다른 강에서 발견됐죠. 반대로 코를 막지 않은 연어는 태어난 강으로 잘 돌아갔다는 사실이 확인됐답니다.