안녕하세요 문민기 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 오로라가 특정지역에만 생기는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.오로라가 특정지역에서 관측이 가능한 이유는 자기장 때문입니다.우리 지구뿐만 아니라 태양계 행성의 대부분에서 극지방 가까이에서 발생하는데 태양에서 날아오는 대전입자 쉽게말해 태양풍이 지구 가까이에 오면 대부분 지구 자기장 밖으로 흩어지지만, 그 중에 일부가 밴 앨런대에 잡혀서 북극 혹은 남극의 극지방에 모이게 됩니다. 이것이 상층 대기와 충돌하면서 방전을 일으키는데 이때 발생하는 것이 오로라입니다. 물론 열권에서 발생을 하기에 기상상태가 좋지 않으면 관측이 안되구요. 우리 나라의 경우에는 극지방이 아니기고 중위도 이기에 오로라가 관측될 일이 없다고 보지만, 과거에 전세계적으로 오로라가 관측이 되었다는 기록은 남아있습니다. 하지만 조선왕조실록이나 기타 역사서에는 관측되었다는 보고는 없는데 1770년대 전세계에서 관측이 되었다는 날짜에 우리나라에 매일같이 비가 내렸다는 기록을 보면 날씨가 좋지 않아 관측이 안되었지 실제로 맑은 날이었다면 볼 수 있지 않았을까하네요.
생물·생명
Q. 도마뱀은 어떻게 표면에 달라붙나요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.도마뱀이 벽을 타는 원리는 반데르발스힘입니다. 반데르발스힘에 대해 간단히 설명하자면 분자간 상호작용의 일종으로 전기적으로 중성인 분자들이 가까운 거리에 있을 때 서로 잡아당기는 힘이 있는데 이 힘으로 달라붙을 수 있게 되는 거지요. 물론 단순히 털이라고 했지만 우리눈에는 보이지도 않는 수십억개의 털이 있습니다. 이 털들 하나하나에 작용하는 힘들이 모두 모이면 도마뱀의 몸무게를 지탱할 정도로 강력한 접착력을 보일 수 있는 거지요.좀 더 자세히 설명하면 이 발바닥을 확대해 보면 매우매우얇은 강모가 셀 수 없이 많이 있는데 이 강모는 다시 수백가닥의 섬모로 분리됩니다. 하나의 섬모가 200나노미터이하로 매우 얇은 두깨를 가지고 있는데 이 섬모들이 수억개가 존재하는 거지요.하나하나의 섬모 힘은 매우 작지만 이 작은 힘이 수억개의 섬모에서 발생하기에 매우 강한 접착력이 생기게 됩니다. 섬모 하나마다 작용하는 반데르발스의 힘이 수억 개의 섬모에 의해 발생하면 도마뱀 자기보다도 수배 수십배 무거운 무게도 버틸 수 있는 접착력이 발생하게 되는거구요. 이 힘을 이용해서 표면에 달라붙으며 자유롭게 벽을 이동할 수 있게 되는겁니다.
기계공학
Q. 플라즈마는 정확히 무엇인가요? 또 어떻게 만들어 지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.플라즈마의 간단한 정의는 기체가 초고온상태로 가열이 되어 전자와 양전하를 가진 이온으로 분리된 상태를 말합니다.작성자분께서 말한것처럼 많은 산업부분에 이용되는데 반도체부터 항공우주까지 초정밀에서 고도의 기술이 요구되는 부분에 폭넓게 사용하고 있습니다. 대략적으로 보자면 대형 플라즈마 공동 연구장치인 MP2시설로 핵융합, 우주, 천체 과학등에 이용하고 중성입자빔을 이용한 반도체 제조 공정에서 사용이 가능하며 탄소계 물질 제조 바이오 분야나 태양전지 혹은 디스플레이 부분은 OLED제조 장비에도 사용하고 있으니 산업 전반에 없는 곳이 없을 정도로 광범위한 분야에 접목하고 있습니다.
화학
Q. 요즘 미세먼지가 많은데 왜이렇게 많은가요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.미세먼지의 원인이 국내에서 배출하는 오염물질이라고 보는 시각도 있지만 우리나라 최대 공업지역인 포항이나 울산 거제 창원등 남동해안의 주요도시는 미세먼지가 오히려 낮습니다. 그러니 이부분에 대한 근거로는 미흡하구요. 물론 석유나 석탄같은 화석연료가 타거나 자동차의 매연으로 인한 대기오염물질이 미세먼지의 주 원인이라고도 하지만 무엇보다도 중국의 광대한 오염이 결국은 미세먼지의 대부분을 차지하기는 합니다. 중국은 물론 인정하지않고 적반하장으로 나오기는 하지만요..ㅎㅎ 특히 겨울철에 시베리아 고기압의 영향으로 미세먼지가 밀려나는 경우가 아니면 미세먼지 농도가 좋지 않은 경우가 많은데 중국은 여전히 석탄을 이용한 난방이 대다수고 화력발전소가 많기에 이러한 미세와 초미세먼지의 유입이 더욱커지는것이구요.
화학
Q. 고체, 액체, 기체 모두 속하는 상태가 있을까요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.물질의 상이 고체와 액체 기체로 존재하는 대표적인 물질이 물입니다.작성자분께서 2가지 상태로 존재하는 물체를 말하는건 아마도 드라이아이스인 듯 싶은데 드라이 아이스는 이산화탄소를 얼린것으로 대기압 조건에서는 온도에 따라서 고체와 기체 상태의 2가지 상태로 존재를 합니다. 저온의 드라이아이스를 밖으로 꺼내는 경우에 저온에서는 인력에 의해서 강하게 서로 고정이 되어 있으나 온도가 상승하면 기체로 바뀌게 되지요. 물론 삼중점을 지나 융해곡선상의 액체 상태도 존재는 가능하지만 일반적으로 우리가 사는 대기압 상태에서는 고체의 드라이아이스와 기체 상태의 2가지로 보면될것같네요. 이제 3가지 상태를 모두 가지는 물을 말해보자면 얼음과 액체의 물상태 그리고 수증기 상태야 모두 알테지만 물의 상평형 그래프를 보면 삼중점을 기준으로 고체인 얼음 액체인 물 기체인 수증기의 3가지 상태로 나뉘게됩니다. 물론 압력에 따른 온도의 변화에 의한 상이 다르긴하지만 일반적으로 0도이하일 때가 얼음이고 100도이상일때 수증기가 되구요.답변이 도움이 되셨으면 좋아요와 추천부탁드려요^^