화공생명공학을 전공
화학
Q. 아이스크림 튀김은 어떤 원리로 녹지 않는 건가요?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다. 아이스크림 주변을 반죽으로 덮고 기름에 튀기는 과정인데, 이 과정에서 중요한 것이 아이스크림이 녹지 않도록 짧은 시간동안 고온에서 튀기는 것입니다. 아이스크림을 보시면 더운 곳이라고 바로 녹지는 않습니다. 일정 시간이 지나야 녹기 시작하는 것입니다. 열이 전달되기까지 시간이 걸리기 때문입니다. 따라서 고온의 기름에 튀기더라도 아이스크림을 녹일 정도의 열이 전달되기 전까지의 시간동안만 튀기면 아이스크림은 녹지 않습니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛의 입자설과 파동설로 그림자가 생기는 현상을 설명할 수 있나요?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.빛은 입자인가 파동인가에 대한 질문 자체가 많은 오해로 이루어져 있고, 꽤 잘못 알려진 부분이 있습니다. 결론적으로 말하면 빛을 포함한 모든 것은 파동으로 이루어져 있다고 보시면 될텐데요. 파동의 상쇄와 간섭을 통해 일정 부분에서 진폭이 커지거나 작아지는 것을 알 것이라고 일단 가정하고 답변 드리겠습니다.파동이 서로 간섭, 상쇄하는 과정에서 진폭의 변화가 나타납니다. 파동은 끊임없이 변화하기 때문에 이러한 변화도 계속 나타나게 됩니다. 그래서 전자를 발견하는 것을 확률(오비탈)로 표시합니다. 전자가 그곳에 존재하여 이를 발견하는 것을 확률적으로 표시한 것입니다. 그래서 흔히 전자가 그곳에 존재할 때 (-)의 전류가 흐른다고 배우실텐데 이는 전자라는 입자가 존재한다기 보다는 파동들이 합쳐져서 마치 입자와 같이 보이기 때문에 그렇습니다. 실제로는 모든 전자, 양성자, 중성자 등은 파동의 간섭, 상쇄 과정에서 서로 가장 크게 맞물리는(간섭하는) 구간에서 마치 입자와 같이 관측되기 때문에 저희는 입자라고 생각하고 배우는 것입니다.그림자가 생기는 이유를 설명드리면 빛이 파동인데 애초에 사물에 막혀서 파동이 지나가질 못하니 그림자(빛이 도달못하는 곳)이 생기는 것이고, 빛이 도달하는 곳은 밝게 보이는 것입니다.
생물·생명
Q. 생물 다양성을 보존하고 멸종위기종을 보호하기 위한 가장 효과적인 전략은 무엇입니까?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다. 기후 변화에 따른 생물의 멸종에 있어서 가장 시급한 것은 석탄 및 석유 에너지 사용을 줄이는 것입니다. 현재까지 사용한 것만 하더라도 앞으로 지구 기온이 2도 오르는 것이 확정된 상태인데 지속적으로 사용할 경우 평균기온이 오르게 되면서 더 많은 생물 심지어 인간 조차 멸종하게 될 수 있습니다.무분별한 개발을 막는 것 또한 생물 다양성 보존을 위한 해결책입니다. 실제로 인간의 발길이 닿지 않는 곳은 다양한 생물이 공존하는 것으로 확인되었습니다. 숲과 밀림 등을 보호하고 지켜나가는 것 또한 생물 다양성 보존에 중요합니다.식량자원을 위한 무분별한 포획 또한 금지해야 합니다. 바다 산업에서 폐어망으로 인해 해저 생물이 탈출하지 못하게 되면서 갇혀서 죽게되는 경우가 상시 일어나고 있습니다. 오죽하면 배가 난파하여 기름이 유출되었을 때 죽은 생물 수보다 포획 과정에서 죽은 생물의 수가 더 많다는 통계결과가 있습니다.
토목공학
Q. 지금 현재 통신5G가 보급되어 있는데, 3G,4G이러한 단위가 무엇을 의미하는건지요?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.3세대 이동 통신은 이동 통신 기술의 3세대를 말하며, 영어로는 3G라고 불린다. 3세대 이동통신은 음성 데이터와 비음성 데이터(데이터 다운로드, 메일 주고 받기, 메시지 보내기 등)를 모두 전송할 수 있게 한다. 이동 통신사들이 설치한 기지국으로부터 데이터를 받아 오는 방식으로 기지국이 촘촘하기 때문에 이동 중일 경우에 편리하다.[1]4세대 이동 통신(4G)은 2G와 3G 계열의 뒤를 잇는 무선 이동 통신 표준의 네번째 세대를 의미한다. 4G 시스템은 초광대역(100+ MiB/s와 같은 기가비트 속도) 인터넷 접속, IP 전화, 게임 서비스 및 스트리밍 멀티미디어를 사용자에게 제공하는 기능을 가진 포괄적이고 안정된 all-IP 기반의 솔루션이다.5세대 이동 통신(5G, fifth generation technology standard[1])은 2018년부터 채용되는 무선 네트워크 기술이다.[2] 26, 28, 38, 60 GHz 등에서 작동하는 밀리미터파 주파수를 이용하는 통신이다.위키피디아에서 정보를 간단히 찾아보았으며, 정리하자면 3세대 이동 통신은 흔히 말하는 초창기 메일, 메세지 전송의 형태이고 / 4세대 이동 통신은 통화,메세지 기능 + 인터넷이 합쳐진 형태 / 5세대는 3G, 4G를 모두 구별할 수 있으면 좀 더 정밀한 통신이 가능한 것입니다.
화학
Q. 일본후쿠시마 오염수방류가우리나라에 직접적으로 미치는영향이궁금합니다?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.가장 큰 문제는 오염수가 해류를 따라서 제주도 앞 바다 및 동해 바다를 오염시키는 것입니다. 일본 정부에서 앞으로 30년간 방출하겠다고 하는데 문제가 이게 반감기가 수백년 이상인 것들이 있어서 지속적으로 오염수를 버리면 결국 오염농도는 높아질 수밖에 없습니다. 이는 해양식품산업에 있어서 큰 문제가 되고, 인류의 식량 중 해산물이 70프로 정도 차지하기 때문에 식량문제를 유발할 수 있습니다.우리나라에만 영향이 크게 미친다는 문제도 있지만 오염수 방류에 따른 해양 오염은 전지구적인 문제이기 때문에 나라를 초월하여 모든 곳에서 문제가 나타날 것입니다. 식량 문제(수산물, 소금, 정제수, 바다 오염으로 인해 빗물(식수) 또한 오염)가 가장 큰 문제로 나타날 것으로 보이고, 가장 빠르게 나타나는 직접적인 영향은 해양산업의 붕괴로 볼 수 있습니다.
생물·생명
Q. 왜 봄에는 다른 색보다 유독 노란색 꽃들이 더 많은 걸까요?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.초봄에는 유채나 민들레 등 노란 꽃이 많이 피는데 노란색은 기온이 낮은 초봄에 활동하는 등에가 좋아하는 색”이라고 했다. 등에는 생긴 것은 벌과 비슷하지만 파리에 가까운 곤충이다. 꿀벌처럼 영리한 곤충은 한 종류의 꽃만 찾지만 등에는 벌보다 하등동물이라 꽃을 구분하지 않고 날아다닌다. 꽃 입장에서 이건 곤란하다. 꽃가루를 다른 꽃에 옮기면 수정을 할 수 없기 때문이다. 그래서 초봄에 피는 꽃들은 무리를 지어 피는 경향을 갖고 있다. 모여서 피어 있으면 등에가 마구잡이로 옮겨다녀도 같은 종류의 꽃에 꽃가루를 옮긴 가능성이 높아지는 것이다.강혜순 교수는 초봄 노란꽃이 많은 이유에 대해 “사람들이 노란꽃이 피는 식물을 많이 심은 영향도 있을 것”이라며 “특히 도시는 그렇다”고 말했다. 그러고보니 초봄에 피는 꽃 중 유채꽃, 영춘화, 산수유, 개나리 등은 자연적으로 자라는 것이 아니라 사람이 심은 것이다. 히어리나 복수초 등은 자생하지만 최근 사람들이 화단이나 공원에 심는 경우도 많다. 우리나라의 경우 초봄 대량으로 심는 것이 노란색 꽃이 피는 것이 많아 노랑꽃이 많은 것처럼 보인다는 얘기다.[김민철의 꽃이야기] 초봄 꽃은 왜 노란색이 많을까 - 조선일보 (chosun.com)사람들이 노란꽃을 많이 심기도 하고, 등에에 의해 많이 수분되어서 그렇다고 합니다.
생물·생명
Q. 씨없는 수박은 씨앗이 없는 데 어떻게 과육이 만들어지나요?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.씨 없는 수박은 씨가 없도록 처리한 수박을 말한다. 수박은 원래 2배체(2n)인데, 이것을 콜히친 처리를 통하여 4배체(4n)으로 만든다. 4배체의 암술이 정상적인 2배체의 꽃가루를 수분하여 3배체(3n)의 씨가 나오는데, 이것을 심으면 종자가 제대로 발전하지 않아 씨 없는 수박이 자란다. -위키피디아 발췌-단순히 암술과 수술이 만나 수분을 맺어 열매를 맺는 것이 아니라, 염색체 관점에서 접근하셔야 합니다. 한마디로 정상적인 수박은 염색체 수가 2n 이어서 정상적으로 씨앗을 생성하지만 콜히친 처리라는 과정을 통해 이를 2배로 만들면 3n의 씨가 나오는데 이 씨앗이 자라 만들어진 수박은 씨만 없는 수박이 만들어집니다.
화학
Q. 애매하게 오래된 물건은 그 년도를 어떻게 측정하나요?
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다. 아주 오래되지 않은 물건들은 굳이 방사성연대측정을 활용하지 않습니다. 이 방법은 훨씬 오랜 시간이 경과된 물질에 사용하기에 효과적이기 떄문이죠. 20~30년 정도 지난 물건이라면 제작년도를 물건에 대한 자료조사를 통해 파악합니다. 20~30년 전이라면 제작된 장소, 같은 물건을 보유한 사람들, 제품 구매 당시의 기록 등이 남아있기 때문에 충분히 자료를 찾을 수 있습니다.
전기·전자
Q. 이동통신회사는 수많은 핸드폰을 연결을 어떻게 하는 지 알려주세요
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.아무래도 무선으로 통화연결 등을 하다보면 주파수가 낮고 약하다 보니 음질이 약해질 수 있습니다. 이를 보완하기 위해 중계기를 설치하여 주파수를 증폭시킵니다. 이를 통해 음질이 낮게 되는 것을 방지할 수 있습니다. 또한, 과거와 달리 LTE가 발달하면서 단말기 별로 VoLTE 기능이 탑재되어 있어서 서로 간 전파가 간섭되는 일은 없습니다.
화학공학
Q. 휴지가 만들어지는 과정이 알고 싶어요.
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.휴지를 만들기전 먼저 나무를 베어 껍질을 벗기고 잘게 잘라 칩상태로 만든 다음 펄프로 만듭니다. 칩, 물, 화학약품을 섞어 170도에서 쪄 죽 상태로 만들게 되면 리그닌이 녹아 분해됩니다. 그 다음 펄프를 두들겨 풀어서 섬유를 유연하게 하고, 셀룰로오스끼리 강하게 결합할 수 있도록 하는 리파이닝 공정으로 넘어가는데 이 과정이 종이를 만드는데 중요합니다. 여기에 충전제, 사이즈제, 염료 따위를 넣어 잘 조합한 다음 다량의 물로 희석합니다. 이것을 이동하는 그물 위에 옮겨서 물을 빠지게 하고 섬유를 얽히게 하여 습지를 형성한 후, 압착 및 건조하여 광택을 낸 다음(칼렌다링) 감아버리고 컷팅하면 휴지가 탄생하게 됩니다.