안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
Q. 에어프라이어의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.에어프라이어 내부에 히터와 열선이 있어 고온의 열기를 냅니다. 그리고 그 열기로 인해 데워지는 공기를 바람으로 순환시켜서 음식을 데워서 익히는 것입니다. 200도 정도 되는 고온의 열풍이 순환하여 수분을 증발시키는 과정에서 기름과 지방은 밖으로 배출되어 겉은 바삭하고 속은 부드러운 요리가 됩니다. 에어프라이어에 장점은 고온의 열풍으로 조리해 기름을 추가하지 않고 음식물 내부의 지방이 사용되면서 튀겨지는 것과 비슷한 효과를 볼 수 있다는 것입니다. 요리시 주변에 기름이 튀는 것도 없어서 많이 사용하고 있는데 내부 청소가 불편하다는 단점도 있습니다.
Q. 건물 옥상 바닥은 왜 녹색인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.결론부터 말씀드리자면 녹색이 가장 저렴해서 많이 사용되고 있습니다.방수제가 햇빛에 의해서 손상될 때 가장 크게 작용하는 것이 자외선인데, 자외선을 오래 쬐면 쪼그라들어 균열블 발생시킬 수 있습니다. 이 때문에 방수제에 산화크롬 성분이 많이 함유 되었습니다. 산화크롬은 자외선 차단에 효과적이고, 내약품성이 뛰어난 재료입니다. 그리고, 산회크롬른 녹색을 띠고 있습니다. 질문에서처럼 자외선 차단에 효과적인 색상은 적색과 백색입니다. 하지만 녹색을 띠고 있는 산화크롬이 그나마 저렴한 재료이고, 적색이나 백색을 띠는 광물은 가격이 더 비쌉니다. 방수 작업하는 업체나 시공자에게 물어보시면 방수제가 녹색이라 그렇다거나, 녹색으로 시공하는게 가장 저렴하다는 답을 들으실 수 있을겁니다. 혹은 녹색이 가장 많이 나온다고 할 수도 있겠습니다. 필요에 따라서 색상은 달리할 수 있지만 그 중 가장 저렴한 것이 녹색이기에 많이 사용되고 있습니다.
Q. 수소 충전소는 왜 이렇게 찾아보기가 힘든가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.충전소 설치에 큰 비용이 들어가기 때문입니다. 일반 주유소와 비교했을 때 10배가 넘어갑니다. 이는 부지매입비용까지 고려했을 때 많은 차이가 있지만 시설 건설비용이 비싸기 때문에 일반주유소와 큰 차이가 생기는 것입니다. 현재 설치된 수소충전소 중에는 기존 가스충전 주유소의 빈 대비에 수소충전소를 같이 설치한 경우도 있어 부지매입비용을 해결할 수 있긴 합니다. 건설비용은 충전소 핵심 부품의 개발과 인프라 확충이 되어야 줄일 수 있을 것으로 보입니다.
Q. 단열이 가능한 유리도 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.유리 자체로는 단열 성능이 매우 낮습니다. 이는 유리의 전도율이 높아서 그런 건데 이를 보완하기 위해서 유리에 low-E(low-Emissivity)코팅이란 것을 합니다. 로이유리 또는 저방사 유리라고도 불리는데, 유리 표면에 금속 또는 금속산화물을 얇게 코팅시킨 유리입니다. 이를 통해 열이 이동하는 것을 최소화 해줍니다.로이유리 외에도 공기층을 두고 다른 유리를 한겹 더 둡니다. 공기층이 열전도율을 낮춰줄 수 있는데, 효과를 더 높이기 위해서 그 안에 일반적인 공기가 아니라 아르곤 가스를 충전합니다. 아르곤 가스는 공기보다 밀도가 높고 열전도율이 낮아 복층유리 제작시 사용하기 매우 좋은 기체입니다. 위 내용대로 복층유리를 만들었을 때 단열을 하는 원리는 아래 그림과 같습니다. 이를 보통 로이복층유리라고 부르고 이중유리와 삼중유리가 많이 사용됩니다. 유리의 두께, 공기층의 두께, 로이코팅의 방식 등을 다르게 적용하여 제작하기 때문에 유리의 종류가 다양합니다. 로이유리는 냉방 및 복사 현상으로 인한 실내의 온도분포 불균형을 막아 실내 환경을 쾌적하게 해준다는 장점이 있습니다. 그리고 결로방지에 탁월한 효과를 가지고 있습니다. 단점이 있다면 로이유리는 난방에 특화된 유리이기 때문에 여름철에는 건물 안이 조금 더울 수 있습니다. 유리 자체의 단열성능도 중요하지만 창호를 구성하는 프레임에 재질이나 단열방식까지 제대로 갖춰졌을 때 창호의 단열이 좋아집니다. 성능에 대해서는 각 창호 마다 공인된 기관을 통하여 받아진 수치가 명시된 성적서로 확인이 가능하며 매우 다양합니다. 벽체 단열에 비해서는 현저히 단열성이 떨어지지만 성능을 높이기 위한 개발이 계속 이루어지고 있으며 법적 기준의 1/2 미만으로도 개발되어 있습니다.(열관류율을 기준으로 하여 값이 낮을수록 성능이 좋은 것입니다.)
Q. 꿀벌의 집 속에 육각형 있잖아요. 왜 만드는 이유가 먼가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.벌집이 육각형인 이유는 빈틈이 없게 만들면서도 공간이 넓은 형태를 취할 수 있기 때문입니다. 삼각형이나 사각형에 비해 공간을 크게 만들 수 있어서 더 많은 양의 꿀을 채울 수 있으며, 서로 맞닿은 면에 빈틈이 없기 때문에 불순물이 들어가는 것도 막을 수 있습니다. 벌집의 육각형 구조는 매우 안정적이면서 재료의 양에 비해 넓은 공간을 형성하기 때문에 경제학적으로도 완벽한 구조라고도 합니다. 인간이 벌집의 구조에 관심을 가지고 관찰한 결과 벌집의 육각형 형태는 벌이 안든 것이 아니라 표면징력에 의해 생겨난 형태란 것을 알게 되었습니다. 원형이었던 밀랍의 벌집이 벌의 체온에 의해서 녹으면서 표면장력이 작용하여 육각형 형태로 변하게 된다는 것을 알게 된 것입니다. 우선 벌들이 원형의 벌집을 만들게 됩니다. 그 후 벌들의 체온에 의해 45도 정도가 되면 밀랍이 말랑말랑한 상태가 되는데, 이때 다른 공간의 면 3개가 맞닿아 있는 부분에서 표면장력이 작용하면서 육각형으로 변하게 됩니다. 그 후 벽면이 마르면서 육각형의 모양을 유지하게 됩니다. 앞에서 설명했듯이 원형의 형태가 모여 있으면 빈틈이 생겨 사이에 불순물이 들어갈 수 있지만 육각형이 되면서 벽 사이 틈이 없어 불순물을 막게 됩니다. 육각형은 외부로 부터 압력이 작용했을 때 다른 도형에 비해서 힘 분산이 잘되기 때문에 쉽게 부셔지지 않아 안정적인 구조이기도 합니다.