안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
Q. 나사에 헬리콥터 조종사가 있는 이유가 궁금해요~
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.우선 아셔야 할 것이 있습니다. NASA를 우리말로 표현하자면 미국 항공 우주국이라고 합니다. 전신은 NACA로 미국 항공 자문위원회였던 것이 러시아가 최초 인공위성을 궤도에 쏘아올리는 것을 성공시키자 우주를 넣어서 지금의 NASA로 바뀐 것입니다. 미국은 당시 우주개발을 하는 연구소가 여러 곳으로 분산되에 각각 연구해왔는데 미국 항공 우주국으로 바꿔서 연구팀을 모을 수 있었습니다. (물론 연구진들 간에 경쟁심이나 적대감으로 모이기 힘들었습니다.) 지금도 항공사업에도 관여하지만 관심을 받지 못해 우주개발을 내세우고 있습니다. 그렇기에 헬리콥터 조종사가 있다는 것은 자연스러운 것입니다. 그 외에도 화성 탐사를 위해서 헬리콥터가 동원되었습니다. 사람이 탑승하여 조종하는 것은 아니며, 흔히 아는 드론과 같이 무인으로 조종하는 것입니다. 그 헬리콥터는 NASA에 소속된 엔지니어가 조종사를 맡고 있습니다. 그래서 한 때 NASA에 헬리콥터 조종사가 있다는 얘기가 나왔습니다. 질문자님께서도 그것과 관련해서 헬리콥터 조종사가 연구에 참여한다고 생각하신게 아닐까 생각됩니다.
Q. 칫솔질 하다 보니 치약에는 어떤 화학적 성분이 있는지 궁금해요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.보통 치약에는 불소, 연마제, 보존제, 감미료, 계면활성제, 각종 향료 등이 들어갑니다. 불소, 연마제, 계면활성제가 주요성분일 것 같습니다. 불소는 무기질을 재흡수시켜 치아표면을 강화하여 플라그 박테리아의 산으로부터 저항력을 높여줄 수 있습니다. 치약에 따라 불소의 함량에 차이가 있고, 불소에 대한 불안감 때문에 무불소 치약도 출시되고 있습니다. 양치를 할 때 불소와 접촉시간이 길면 효과가 좋다고 알려져 있습니다.연마제는 치아 표면에 치태나 얼룩을 제거하는데 도움을 줍니다. 연마제라고 하여 치아 표면에 손상을 줄 정도로 거친 것이 아닌 미세한 것으로 탄산칼슘, 수화 실리카, 알루미나 등을 사용합니다. 칫솔에 힘을 많이 주지 않고 부드럽게 문지르면 문제가 없겠지만 너무 강하게 눌러서 문지르면 치아표면에 손상을 줄 수도 있습니다.계면활성제(또는 발포제)는 치약이 입안 전체에 고르게 퍼지도록 돕고, 이물질과 음식물 찌꺼기를 제거하는데 도움을 줍니다. 외국에서는 양치를 하고 뱉기만 해도 된다고 하는데 우리나라의 경우 계면활성제로 인해서 입안이 건조해져서 입을 충분히 헹궈주라고 합니다.(그 외에도 치약성분을 삼켜서 해가 될지도 모른다고 하여 헹궈야 된다고도 합니다.)그외에 구취제거를 위한 향료, 치약을 사용할 때 거부감을 줄여줄 감미료, 치약의 변질을 막고 오래 사용할 수 있게 해줄 보존제 등이 있습니다. 예전에는 인공적인 성분을 많이 사용했었는데 점차 자연유래성분을 사용한 제품이 늘어나고 있습니다.
Q. 주택의 결로는 과학의 어떤 원리로 설명이 가능한가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.결로의 원인은 포화수증기량, 이슬점과 관련된 현상입니다. 먼저 포화수증기량을 설명드리자면 공기는 따뜻할수록 내포할 수 있는 수증기량이 많아집니다. 어떤 온도에서 포함할 수 있는 수증기량이 최대치일 때, 포화상태일 때 그 수증기량이 포화수증기량입니다. 반대로 온도가 낮아지면 내포할 수 있는 수증기량이 줄어들게 됩니다. 어떤 온도에서 포화수증기량에 도달했었는데 온도가 낮아져서 포화수증기량이 줄어들면 일부의 수증기를 물방울형태로 공기 밖으로 내보냅니다. 그렇게 공기 중 수증기가 물로 응결될 때의 온도가 이슬점입니다.결로는 실내외 기온차이가 심할 때 따뜻하고 습도가 높은 실내 공기가 차가운 실외 기온의 영향으로 차가워진 벽, 지붕, 기초(바닥) 등의 구조체와 만나면서 이슬점에 도달하여 수증기의 일부가 물방울 형태로 맺히게 되는 것입니다. 이는 여름철 얼음물이나 차가운 음료가 담긴 유리잔의 외부에 물방울이 많이 맺히는 것과 같은 현상입니다. 실내 환경을 유지하기 위해서 냉난방을 하게 되면 실외와 환경 차이가 발생할 수 있고, 그로 인해서 구조체에서 열전도 현상이 발생할 수 있습니다. 그렇게 되면 인공적으로 실내환경을 유지하는데 많은 에너지를 소모하고, 결로와 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 그것을 방지하고자 건축을 할 때 단열시공을 합니다. 단열시공을 하면 실내외 기온차에 의한 열전도를 줄일 수 있어서 에너지 사용을 줄이면서 실내 환경을 유지시킬 수 있습니다. 문제는 단열시공에도 헛점은 있습니다. 가장 효과적인 단열방식은 단열재가 끊기는 부분이 없이 외부 전체를 감싸고, 내부도 감싸는 것입니다. 하지만 비용적인 측면과 구조적인 측면에서 어렵습니다. 그렇다면 외부를 전체 감싸는 방법이 있는데 이 또한 건축물의 형태에 따라서 단열이 끊기는 부분이 생길 수 있습니다. 어떤 건물은 일부 외단열 시공하고, 그 외 부분을 내단열 시공합니다. 그 외에도 여러가지 이유에서 단열이 끊어지는 부분이 생기면 해당 부위를 통해서 열전도가 빠르게진행됩니다. 겨울철이라면 해당 부위 주변으로 차가워진 구조체에 따뜻하고 습도가 높은 실내공기가 닿아서 결로가 발생되는 것입니다. 혹은 법적 단열기준을 충족시켰음에도 평년과 달리 기온이 급격히 낮아지는 때라면 구조체가 차가워져서 결로로 이어질 수도 있습니다. 그 외에 단열조치가 올바르게 되지 않거나 실내 온도와 습도가 과도하게 높으면 결로가 발생할 수도 있습니다.
Q. 시중에서 파는 핫팩의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.원리가 간단합니다. 철이 산화될 때 열이 발생하는데 그것을 빠르게 가속화시켜서 높은 열이 발생되게 만드는 것입니다.발열을 빠르고, 높은 온도로 만들기 위해서 철을 가루로 만듭니다. 산소와 반응할 표면적을 높이기 위한 것입니다. 그 외에도 산화를 높이기 위해서 소량의 물, 소금, 활성탄, 질석, 톱밥 등이 들어갑니다. 이 중 물, 소금, 활성탄이 산화 반응을 빠르게 만들고, 질석과 톱밥은 충전재와 단열재 역할을 합니다. 위 재료들을 공기가 잘 통하는 부직포 같은 것으로 밀봉합니다. 공기를 차단하기 위한 포장을 뜯고 손난로를 흔들거나 주무르게 되면 산소가 유입되고 철가루가 산소와 많이 접촉하여 발열이 잘 이루어지는 것입니다.
Q. 자동차 명장 박병일 명장의 번호
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.박병일 명장이 자동차정비 명장 중 1호는 아닙니다. 자동차정비 명장 중 1호는 1990년에 칭호를 받은 김관권 명장입니다. 박병일 명장은 2002년에 칭호를 받았습니다. 자동차정비 명장 9호입니다. 대기업 소속이 아닌 개인 정비소 출신으로서는 1호이지만 전체 중에는 1호가 아닌 것이 사실입니다. 실력은 인정하나 왜 1호라고 홍보하는지 저도 의아합니다. 오히려 역효과가 될 수도 있는 문제입니다.