안녕하세요 문민기 전문가입니다.
화학공학
Q. 차량 배터리 화재를 막는 원천 기술은 무엇인가요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.리튬이온 배터리의 최대 단점은 폭발과 화재의 위험인데요. 이러한 배터리 화재를 막는 기술의 종류는 여러가지가 있습니다.첫째로 배터리 팩 내부의 배터리 셀 사이에 서로 높이가 다른 히트 파이프를 탑재하는 방안이 있습니다. 이 경우에 냉각 공기에 의한 방열과 히트 파이프에 의한 방열이 모두 가능해져서 열 차단 성능이 좋아지는 원리인데 이 때 히트 파이프가 배터리 셀의 중앙 영역을 감싸는 U자 모양이 되도록 구비하여 배터리 셀에서 팽창이 발생하더라도 방열이 이루어 질 수 있도록 한겁니다.또 배터리 모듈과 관련된 기술로 보자면 이 배터리 모듈은 배터리 셀이 열과 진동 등 외부 충격에서 보호될 수 있도록 단단한 프레임으로 구성되어 있는데 이 배터리 셀 사이에 냉각재들과 판 하나가 존재하는데 이것이 하나의 셀에서 화재가 발생할 경우에 다른 셀로 화재가 번지는 것을 지연해주는 역할을 합니다. 하지만 이 냉각재를 배터리 셀 사이에 넣으면 부피가 커지는 단점이 있는데요. 그래서 냉각재를 차량의 바닥에 탑재하는 방법도 검토중이구요.그 외에도 배터리 회사들마다 계속해서 기술을 개발해서 특허를 내고 있는데 모화학회사의 경우는 화재의 원인을 열폭주로 보고 이걸 지연시키는 배터리팩 플라스틱 소재 개발쪽에 중점을 두고 연구 중이기도 하구요.추가로 화재가 발생을 했을 때 대책을 위해서 화재진압용 소화장치 개발도 계속 진행중이구요. 예를 들어 배터리 내부 온도가 설계온도에 도달하는 경우에 차단 커버에 설치된 소화캡슐이 터지면서 소화약재를 분사하는 방식으로 불을 끈다는데 이 때 순식간에 90%이상의 소화약제를 방출하면서 매우 빠른 소화가 가능하다고 합니다.그리고 최근에는 전기자동차 배터리 화재의 원인으로 지목되는 전해질 유출을 완전히 막는 배터리 제조 기술도 개발되었다고 하네요. 우리가 쓰는 배터리는 액체 전해질이 들어있는데 이 액체 전해질이 배터리 밖으로 새는 경우에 인화성이라서 화재가 발생을 한다고 하는데 이 전해질을 반고체 형식으로 제조하는 기술을 개발하여 화재에서 안전한 배터리가 된다는 겁니다.이 글이 도움이 되셨으면 좋아요와 추천 부탁드려요^^
기계공학
Q. 세상에서 가장 큰 항공기는 무엇인가요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.일반 승객용 항공기뿐아니라 모든비행기를 포함한다면 군용수송선이 역사적으로 가장 큰 항공기입니다.정식 명칭은 AN-225로 우주선수송기입니다. 현재는 파괴되었으니 그 자리는 다른 항공기에 물려줘야하나 현재 우크라이나에서 이 비행기를 복원중이라고하네요러시아의 공습으로 파괴가 되었는데 이 항공기를 만든곳은 미국이 아니라 구소련입니다. 소련이 만든 비행기를 러시아가 파괴한게 아이러니긴 하지만... 과거 소련의 붕괴로 소비에트연합의 일원인 우크라이나가 자국땅에 있던 이 수송기를 보유하게 된겁니다.총길이는 84m 무게는 285톤에 육박하는 어마어마한 크기이고 세계에서 두번째로 큰 미국의 보잉사 비행기보다 두배가 더 많은 적재량을 실을 수 있다니 실로 대단한 수송량이죠현재 복원에 들어가는 비용이 7000억이 넘는다는데 과연 언제 될지는 모르지만 현재 운용이 가능한 비행으로는 보잉이 1위자리를 차지하게 됐지만 복원이 완료된다면 다시 1위의 자리는 AN-225가 차지할 것으로보이네요
생물·생명
Q. 아버지가 O형이고 어머니가 B형이면 아들은??
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.O형의 경우에는 2개의 열성인자인OO형만 존재하고 B형일 경우에는 BB나 BO형이 존재하니 자식이 가질 수 있는 경우의 수는 O형 혹은 B형입니다.좀 더 정확한 비율로 보자면 어머니가 BB형일 경우에는 O형과 B형으로 태어날 확율이 각각 50%이며 어머니가 BO형일 경우에 자식이 O형일 확율이 75% B형일 확율이 25%가 됩니다.
화학
Q. 탄산제품 얼리면 탄산이 빠지나요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.매우 위험한 행동입니다.콜라같은 탄산음료를 그대로 얼린뒤에 따면 캔이 터져서 크게 다칠 수가 있습니다.그 이유는 탄산이 얼게 되면 콜라 속에 녹아있는 이산화탄소가 빠져나가는데 이 때 부피가 팽창하면서 압력을 견디지 못하게 폭발하게 됩니다.보통 슬러시를 만든다고 이런 탄산음료를 냉동하는 경우가 있는데 이러한 슬러시를 만들더라고 플라스틱같은 페트병에 든 것을 사용해야지 캔음료는 절대로 하지마세요. 페트병읜 어느정도까지는 변형이 일어나더라도 버텨지지만 캔 음료의 경우에는 압력을 받은 상태에서 캔을 땄을 때 이 딴 부분으로 이산화탄소가 빠져나오면서 폭발하게 되는겁니다.지금까지 계속 드셨다면 운이 좋았다 생각하지고 앞으로는 캔음료로는 절대 얼려서 드시지는 마세요.
전기·전자
Q. 인간의 뇌는 얼마나 사용되고 있나요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.아인슈타인이 뇌의 10%만을 사용했다는말은 어디서 주장되었는지는 확실하지 않지만 속설이고 실제로 어떤 기록에도 이러한 말이나 기사가 나온게 없습니다.과거 하버드 대학교에서 인간은 극히 일부의 잠재력만을 사용하며 살아간다고 강연을 한 적이 있지만 이 강연자가 뇌와 신경과학자가 아닌 심리학자이니 실제 전문가라고 하기는 힘들죠.실제로 신경과학자들은 우리 뇌의 모든 영역을 사용중이며 뇌의 대부분은 언제나 활성화가 되어 있다고 하네요그 근거를 보면 뇌손상이 일어났을 때 우리 뇌의 10%만 사용중이라면 나머지 90%에서 일어나는 손상은 실제로 뇌의 성능에 영향을 미치지 않아야 하는데 실제로는 우리뇌의 미세한 손상만 하더라도 심각한 장애가 발생하게됩니다.또한 우리의 뇌를 스캔한 자료를 보면 모든 상황에서 모든 영역이 활발하게 작동하는 것을 볼 수 있습니다. 물론 어떤 영역이 다른 영역보다 더 활성화가 되어있을 수는 있지만 전혀 작동하지 않는 뇌의 부위는 없다고 하네요. 그리고 뇌는 각 부분만다 다른 정보 처리를 실행하고 있는데 각 가능을 어떤 뇌가 담당하고 있는지를 아직도 연구중에는 있지만 기능이 없는 뇌의 영역은 발견되지 않았다고 합니다.결론적으로는 뇌를 10%만 쓰는건 과학적으로 근거 없는 소리이고 굳이 표현하자만 항상 100% 동시에 쓰지 않는다고 할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주정거장은 왜 추락을 안하나요..?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.힘의 균형에 의해서 정거장이 추락하지 않고 지구를 돌고 있는겁니다.사실 지구 중력의 영향을 받는다면 당연히 지구로 추락해야겠지요. 그런데 왜 지구로 추락하지 않는가? 그 답은 원심력입니다. 지구의 중력이 우주선을 잡는힘이 우주선이 자체에너지로 나가는 방향과 수직으로 움직이게 되는데요 이 때의 속도는 지구 중력과 같은 힘의 원심력이 생길만큼의 속도가 되어야합니다. 실제로 우주정거장을 보면 위치가 340~432km의 상공을 왔다가 갔다하는데 지구는 완전한 구의 모양이 아니며 우주정거장의 중량또한 지구의 중력에 따라 계속해서 바뀌게 되는데 그래서 이 힘의 균형을 유지하면서 우주정거장이 돌고있는겁니다.
생물·생명
Q. 영혼의 무게라는게 있는건가요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.이런 이론이 어디서 나왔는지 정확한 추측은 없지만 아마도 종교적전통에서 나오지 않았을까 싶네요. 일반적인 과학자들은 아마도 믿지 않을 부분이기는 하겠지만 예전에 이 부분이 논쟁이 되어 실험을 한 적이 있는데요. 20세기 초 미국의 의사 던컨 맥두걸이 죽기 전 후에 사람을 무게를 재어 그 차이만큼이 영혼의 무게일거라고 보고 실험한 적이 있습니다. 물론 사망 직 후에 체중이 약간 감소하기는 했는데 그 감소가 21g으로 이 만큼이 영혼의 무게라는 주장인데요.그러나 이 실험 자체가 표본의 크기도 워낙 작고 과학적인 정밀함도 떨어져서 대부분의 과학 의학 전문가들은 근거가 없는 낭설이라는 입장이고요.아직까지도 영적 종교를 중시하는 곳에서는 영혼의 무게에 대한 얘기가 있다고는 하지만 현대 과학의 입장에서는 이건 헛소리라고 보면 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 자외선이 인체에 미치는 영향은 무엇인가요 왜 인간은
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.자외선이라고 해서 무조건 안좋은 영향만 있는건 아닙니다.우선 자외선의 좋은 영향으로 보면 살균작용이 있는데 250~320nm의 자외선은 살균작용을 하면서 우리가 일상생활에서 쓰는 자외선 살균기와 칫솔 살균기를 여기에 적용해서 사용합니다.그리고 비타민D생성을 하는데 우리몸에 햇빛이 닿으면 비타민D가 형성됩니다. 이 비타민D가 칼슘대사에 가장 중요한 인자로 뼈를 이루게 하면서 구루병이나 골연화증을 예방합니다. 그리고 인슐린 분비 촉진등 의학적으로 중요한 역할을 하면서 항암효과도 있구요.그런데 좋지 못한 영향이 워낙에 큰데 그래서 자외선 차단제를 꼭 바르라고 하는건데 이 안좋은 영향을 보자면 자외선의 종류에 따라서 미치는 영향이 다릅니다.자외선 A라고 불리는 것은 피부 홍반과 색소 침착을 유발하는데 이 A가 가장 침투력이 좋아서 유리창을 투과하니 우리가 운전을 할 때에 직접 자외선의 영향을 받는 종류로 피부 노화와 피부암 백내장을 유발하구요.자외선B 는 A보다는 침투력이 약하나 우리의 인체에 가장 영향을 많이 미치고 피부에 넓은 손상을 일으키는 아주 나쁜놈입니다. 우리 피부에 단백질등의 합성을 엉ㄱ제시키고 화상을 입히고 색소침착을 유발하면서 면역력을 저하시켜서 세균감염 및 암도 유발합니다. 그래도 다행히 유리창을 통과하지는 못한다고 하니 실내에서는 안전합니다.자외선C도 있는데 오존층과 성층권에서 대부분 흡수되어 우리에게 미치는 영향은 거의 없다고 보면됩니다. 그런데 요즘 오존층이 손상되면서 오존층이 얇아진곳은 지상까지도 도달할 수 있으니 그런 곳에 가는 경우는 조심해야 합니다. 이C가 세포와 세굔을 파괴하는 힘이 가장강하니까 혹시나 영향을 받으면 피부암에 걸릴 수도 있으니 조심해야겠죠.
지구과학·천문우주
Q. 블랙홀은 정말 모든 것을 빨아 드리나요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.블랙홀을 처음 생각한 사람은 1789년 영국의 존 미첼등 학자들이 생각을 하고 이론으로만 존재했는데 이를 입증한 것이 그 유명한 아인슈타인의 상대성이론입니다.그 후에 인공위성에서 찍은 망원경으로 백조자리의 시그너스 X-1이라는 블랙홀이 발견되면서 블랙홀이 실제로 존재한다는 것이 증명 되었구요.블랙홀이라는 것이 중력이 어마어마하게 커서 우리가 흔히 엄청 빠르다고 하는 걸 빛으로 비유하는데 이 빛조차도 빠져나갈 수 없는 천체를 말하니 모든것을 빨아 들인다고 할 수 있죠.사실 우리는 별이나 은하를 관측할 수 있는 것은 그 별의 빛을 보고 관측을 하는 것인데 블랙홀은 빛이 나오지 못하므로 관측으로 확인을 하는 것이 아니라 블랙홀 근처에 어떤 별이 있다면 그 별에서 방출되는 기체가 블랙홀로 끌려 들어가면서 X서닝 방출되는데 이 별이 보이지 않는 공간에서 X선이 방출되고 있는것을 전파 망원경으로 확인이 되면서 블랙홀의 존재를 알게된겁니다.작성자분께서 질문한 부분은 아니나 블랙홀의 생성과정이 궁금할 수도 있을 듯하여 추가하자면 과학자들이 춫ㄱ하는 과정은 첫째로 블랙홀은 질량이 매우매우 큰 별의 진화 마지막 단계에서 초신성 폭발을 일으켜 중성자별로 남는데 이 중성자별의 밀도는 물의 천배에 이르는데 이 중에서 밀도가 무한대에 가까운 것이 블랙홀이 된다고 하는 설이 있고 두번째로는 약 150억년전 빅뱅에 의해서 창조가 될 때 물질이 크고 작은 덩어리로 뭉쳐서 블랙홀이 무수히 생겨났다고 하네요.
지구과학·천문우주
Q. 우리 지구의 미래는 어떻게 될까요??
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.기후 변화로 인한 지구의 미래를 한 번 상상해 볼게요.우리나라를 예로 들자면 실제로 기후 변화로 인하여 아열대 기후로 점차 바뀌고 있습니다. 1990년대 이후에 온실가스 배출량이 현재 2.37배 이상 증가 했다고 하는데 그 중에서도 이산화탄소의 비율이 91.9로 압도적으로 높은 상태구요.그리고 농가에서도 그 변화가 보이는데 요즘 들어서 아열대 과일이 마트 같은 곳에 보면 많이 보이잖아요? 예전에 다 수입해서 먹는과일들이 실제로 우리나라에서 재배해서 먹는 것들이 늘었는데 망고의 재배면적은 엄청 늘고 배 같은 경우는 그 생산량이 급감하고 있다네요. 흔히 추운 지역에서 나는 고랭지 배추 같은 경우에는 2040년쯤에는 90%이상 재배 면적이 급감한다고 합니다. 무엇보다고 재난문제도 큰데 기후 변화로 인해서인지 자연재해로 인한 피해액이 점점 늘고 있는데 2000년대에 자연재난으로 인한 피해액과 복구액이 5천억에서 1조를 넘겼는데 향후에는 그 피해액이 10조를 넘을 정도로 심각하도고 하네요.이러한 문제들도 있지만 기후 변화로 인해서 세계적으로 본다면 단적인 예로 고온으로 인한 북극과 남극의 얼음이 모두 녹는다고 할 때 해수면은 60m가 넘게 상승할거라고 합니다. 서울 같은 경우에 남산이나 북한산등 산을 제외하고는 모두 물에 잠긴다고 보면 되고 중국의 베이징이나 일본 미국의 주요도시들도 이 부분에서 자유롭지 않죠. 그리고 지구온난화로 인해서 빙하가 녹는 온도는 현재보다 4도가 상승할 때인데 여기서 1도가 더 상승하면 해저에서 메탄이 분출하며 6도가 상승하면 인류는 그냥 멸종할 예정이라고 합니다.그래서 현재 탄소배출권등 전 세계가 지구의 온도가 상승하는 것을 늦추기 위해서 애쓰고 있구요.