안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
생물·생명
Q. 말벌이 꿀벌을 공격하는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.질문에서 거론한 것처럼 말벌이 꿀벌을 잡아 먹는 것이 맞습니다. 더 정확하게는 꿀벌을 잡아서 말벌의 애벌레에게 먹이로 주는 것입니다. 말벌이 잡은 꿀벌의 가슴부분을 이빨(혹은 턱)로 짓이겨서 애벌레에게 주는 것입니다. 그리고 성체는 수액, 과일즙, 화밀 등을 먹습니다. 평소에는 꿀벌집 근처에서 꿀벌을 사냥하지만 심한 경우 벌집으로 침입해서 애벌레도 사냥하고 꿀까지 빼앗아 먹을 수 있습니다. 말벌은 꿀을 먹지만 저장은 하지 않기 때문에 꿀벌집을 공격하는 경우가 많습니다.
화학공학
Q. 테이프는 유리소재로 만든다는데 맞나요??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.유리섬유테이프를 말씀하시는게 아닐까 생각됩니다. 일상에서 흔히 사용하는 테이프는 플라스틱인 폴리프로필렌(PP)을 기초로 한 재질이 많습니다. 종이나 PVC, 금속재질 등 다양한 테이프가 있는데 그 중 유리섬유(글라스화이바) 소재를 포함한 테이프도 있습니다. 유리섬유테이프도 여러 형태로 만들어져 나오는데 유리섬유로 강화된 필라멘트 테이프란 것도 있고, 망사형태 등이 있습니다. 고밀도 포장, 내열성 등을 목적으로 많이 사용됩니다. 유리성분이 들어갔지만 일반 테이프처럼 유연합니다.
물리
Q. 벌같은데 무슨벌이고 저기서 뭘하고있는거죠?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.사진에 있는 벌은 쌍살벌로 보입니다. 말벌과의 한 종류인데 왜 저렇게 모여 있는지는 알 수 없습니다. 민가나 도심지에서 아래 사진처럼 생긴 벌집이 많이 보이는데 주로 쌍살벌의 집입니다.
지구과학·천문우주
Q. 달에 물이 엄청 많다고 최근에 발견했잖아요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.물분자 H2O가 맞습니다. 더 정확한 것은 2024년 달로 떠나게 될 아르테미스 프로젝트를 통해서 물을 가공할 수 있을지 외 여러가지 의문을 풀 계획인 것으로 나사(NASA)에서 발표하였습니다. 물이 있다면 생명체가 있을 수도 있다 생각할 수 있는데 대기가 없기 때문에 극한의 환경에서 살 수 있는 생명체가 있을지 의문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 달에 물이 있다고 인간이 살 수 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.물이 있다면 식수조달이 쉬워지고, 식물을 키울 수도 있을겁니다. 식수 문제만 해결되어도 매우 큰 문제 한가지를 해결할 수 있는 것입니다. 그 전에 사람을 포함한 생명체가 살 수 있는 공간도 건축해야 합니다. 초기에는 지구에서 필요한 공기를 가지고 가야 할 것이고, 차츰차츰 달에서 생육하게 만든 식물이나 여러 미생물 등을 통해서 필요한 공기도 조달할 수 있을 겁니다. 대략적인 상상으로는 그렇지만 해결해야 할 문제가 너무 많습니다. 물이 있다고 해도 생물이 살아갈 수 있는 환경을 구성하는게 매우 힘들 것입니다. 공기를 가둬둘 수 있는 공간을 만들더라도 식물이 자랄 수 있는 토질이 맞을지도 확인해야 하고, 대기권이 없기 때문에 태양광을 일부 걸러줄 수 있는 것이 없습니다. 물론 공간을 구성할 때 미리 생물이 살기 적정하게 만들어 줄 유리처리나 외장처리를 하면 됩니다만 막대한 비용이 들것이기 때문에 작은 공간부터 시작해야 할 것입니다. 차츰 공간을 늘려가야 하는데 앞서 구성한 곳의 보수도 꾸준히 이루어져야 합니다. 달의 중력은 지구의 1/6정도인데 지구에서 살던 인간이나 동물에게는 부적합할 것입니다. 이를 해결할 기술이 갖춰져야 합니다. 그 외에도 다양한 문제들이 있습니다. 다 해결하기에는 너무 오랜 기간이 걸리거나 해결 못할 수도 있습니다. 달에서 살기 위한 환경을 민들기 보다는 달에 있는 희토류나 그 외에 유용한 자원 등에 대한 연구시설을 검토하는 것이 더 합리적이지 않을까 추측합니다. 달의 현재 환경은 인간이나 생물이 살기 힘든 것은 맞습니다.
지구과학·천문우주
Q. 만화에서 보면 방귀를 낄 때 불을 붙이면 로켓처럼 날아가던데 실제로 가능한 건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.방귀성분에는 메탄, 질소, 이산화탄소, 수소 등이 들어가 있는데 이중 메탄과 수소가 점화력이 있기 때문에 실제 방귀에 불을 붙일 수는 있습니다. 방귀 속에 메탄이 20~30%가량 포함되어 있는데 메탄은 인화성이 있어 메탄이 늘어날수록 불이 잘 붙을 것입니다. 하지만 경우에 따라서 화상에 위험이 있기 때문에 시도하지 않는 것이 좋습니다. 재미난 발상이라고만 생각하십시오.
화학
Q. 햇빛에 빨래를 널으면 소독된다는데 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.태양빛에는 자외선이 포함되어 있는데 자외선에는 살균효과가 있습니다. 빨래를 햇볕이 비치는 곳에 널게 되면 복사열에 의한 건조도 되지만 자외선에 의한 살균작용도 됩니다. 하지만 일부 옷감은 변색이 될 수 있어서 바람이 잘 불고 그늘진 곳에서 건조하도록 권장하고 있는 것입니다. 햇볕에 영향을 받지 않는 옷이나 침구류는 햇볕에 말려주는 것이 좋습니다.
전기·전자
Q. 스티로폼은 어떤 원리로 단열 효과를 내죠?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.단열재의 단열 원리는 크게 두가지로 나뉩니다. 열에 대한 저항형과 반사형입니다. 스티로폼은 저항형 단열재에 속하는데 저항형 단열재의 원리는 다공질로 이루어졌다는 것입니다. 스티로폼을 예로 들자면 정식 명칭이 발포폴리스티렌으로 아주 작은 폴리스틸렌 알갱이를 수증기로 발표시켜서 만들어집니다. 발표 과정에서 밀도가 높았던 알갱이 내부에 무수한 공기주머니가 생겨납니다. 그 공기주머니들이 열이 전달되는 것을 방해하는 것입니다. 다른 형태의 저항성 단열재도 있는데 공기주머니가 만들어지는 형태가 다를 뿐 기본 원리는 무수한 공기주머니를 통해서 열 전달을 막아주는 것입니다.반사형 단열재란 단열재 표면에 은박 같은 필름이 부착되어 있는 형태로 금속성 막이 햇빛과 열을 반사시켜 단열을 하는 원리입니다. 외단열에 사용하는 단열재로 단열재의 두께는 저항형 단열재 보다 얇아서 벽 두께를 줄일 수 있다는 장점이 있어서 사용하는 경우가 많습니다. 하지만 시공시 마감재와 단열재 사이에 충분한 공기층을 확보해야 하며, 내단열에는 큰 효과가 없습니다. 일부 인테리어 시공자들이 내단열에도 사용하는데 효과적인 방법이 아닙니다. 질문에 대한 답변을 정리하자면 스티로폼은 제작과정에서 만들어지는 무수한 공기주머니가 열 전도를 방해하는 원리를 통해서 단열되는 것입니다.
화학
Q. 라이터는 어떤 원리로 불이 켜지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.라이터의 원리는 간단합니다. 액화된 가스가 본체에 채워져 있는데 상부에 불꽃을 발생시키고 바로 손가락으로 레버를 누르면 가스가 기화되어 나와서 불꽃을 만나 점화되는 것입니다. 불꽃을 만들어내는 방식은 부싯돌을 이용한 것이 있고, 전기 스파크 발생장치를 이용한 것이있습니다. 가스를 배출하는 방식은 대부분 레버를 누르면 시소처럼 중간에 고정부를 기준으로 반대부분이 올라가면서 가스배출구를 막고 있는 것을 열어줘서 가스가 나오게 합니다. 그리고 본체에 액화된 가스를 넣으면 기화되면서 만들어진 압력에 의해서 배출구만 열리면 나오게 됩니다. 기름을 이용한 라이터의 경우는 본체에 채워진 기름이 심지에 스며서 올라와 있기 때문에 점화시켜줄 불꽃만 발생시키면 불이 켜집니다. 간단히 말씀드리자면 점화에 필요한 불꽃을 발생시키고 빠르게 이어서 연료를 분사하여 불을 발생시키는 것입니다.
토목공학
Q. 건축물의 누수를 잡는 방법은 기술적으로 앞으로도 개발되기 어려울까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.누수탐지기 같은 장비는 있습니다. 계속해서 기능을 보강할 수도 있을 겁니다. 문제는 누수를 발견해도 해결이 까다롭다는 것입니다. 보통 건축물에서 발생하는 누수는 콘크리트 구조체가 여러가지 원인으로 갈려져서 틈이 발생하는 경우나 콘크리트 내에 설치된 배관이 깨지는 등의 이유로 누수가 발생하는 것인데 그럴 경우 이미 단단하게 굳어져 있는 콘크리트를 철거해야 할 수도 있고 구조체가 갈라진 것이라면 구조적인 문제가 있는지도 검토해서 해결책을 찾아야 할 수 있습니다. 구조적인 문제가 아니더라도 한번 갈라진 구조체의 틈을 다시 메워서 일체화 시키는 것이 어렵습니다. 같은 재료를 써서 메워도 서로 양생기간이 다르고 좁은 틈에 채워넣는 것이기 때문에 부착강도를 높일 수 있는 사전 작업을 하지 못하기 때문에 건축물에 발생하는 진동에 의해 다시 분리될 수 있습니다. 옥상의 경우 구조체를 형성 후 방수제를 도포하는 방법이 많이 사용되는데 구조체에 갈라진 틈이 생겨있다면 건축물에 진동이 발생할 때 그 틈이 있는 곳에서 방수제가 잘 갈라집니다. 그럼 경우 같은 방식으로 방수를 해도 다시 갈라질 가능성이 매우 높습니다. 그런 경우 옥상 전체를 덮으면서 건축물의 진동에도 깨지지 않게 방수하는 방식이 효과적입니다. 옥상에 지붕을 덮거나 방수패드를 덮는 방식이 있습니다. 층간 누수는 대부분 욕실과 같이 물을 많이 사용하는 공간의 방수를 잘 못했거나 옥상처럼 구조체가 갈라진 경우, 난방배관이나 에어컨 배수관 등이 누수될 경우 등이 있습니다. 물을 많이 쓰는 공간에 방수가 잘못된 경우는 많지는 않습니다. 시공중 방수작업이 되면 그 공간에 몇 일간 물을 채워서 아래 층으로 물이 흐르는지 검토를하게 되는데 문제가 있다면 그때 미리 해결하고 마감작업을 합니다. 그럼에도 문제가 발생하면 마감재를 제거하고 방수작업을 다시 한 후 시험 후 마감작업을 할 수 있습니다. 마감재 철거가 까다롭고 소음이 많이 발생할 수 있습니다. 옥상 경우처럼 구조체가 갈라져서 틈이생겼다면 해결 방법이 거의 없다고 보는게 맞을 것 같습이다. 근본적인 문제를 해결할 수 없기 때문입니다. 난방배관이 콘크리트 내부에서 깨진 경우는 누수 부위를 특정하기가 어려운 경우도 있고, 알더라도 바닥 콘크리트를 깨낸 후 보수해야 하기 때문에 작업이 어렵습니다. 간혹 수도배관이 깨질 경우도 있는데 보통 벽에 묻어서 시공하기 때문에 역시 해당 부위를 철거해야 합니다. 에어컨 배수관이 누수되었을 때가 비교적 쉽게 해결할 수 있습니다. 기존 배관을 제거하고 새 배관을 설치하면 됩니다. 건축물을 일부 철거할 일은 없기에 비교적 쉽게 해결 가능합니다. 위에서 나열했듯이 누수를 찾아도 해결하는 방법이 까다롭거나 해결이 안되는 경우가 있습니다. 현재 바닥난방은 대안이 개발되었지만 구조체가 갈라지는 경우는 최초 시공할 때 좋은 품질의 콘크리트 사용과 작업자의 꼼꼼함 외에는 좋은 대안이 없을 듯합니다. 옥상 방수에 대해서는 위에서 해결책이 거론되었습니다. 하지만 그 방법도 비용적인 문제나 옥상공간을 못 쓰게 되는 경우도 있기 때문에 쉬운 방법은 아닙니다. 문제 해결 방법은 난방이나 옥상방수 대안처럼 지속적인 개발은 이루어질 것입니다. 시간이 얼마나 걸릴지가 관건입니다.