안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
토목공학
Q. 중국보면 가설재 비계를 대나무로 해놨던데 안전할까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.요즘 공사현장에서 보이는 강관비계, 시스템비계에 비해서는 안전성이 떨어집니다. 강관비계처럼 재료의 강도가 확인되지 않고, 시스템비계처럼 구조계산을 통해서 규격화한 것도 아니기 때문입니다. 하지만 수세기 동안 써왔던 방식이고, 대나무가 훼손없는 좋은 상태이면서 어느 정도 굵기가 확보된 것을 사용하고 결속재가 안정적이라면 쉽사리 무너지지는 않을 것입니다. 대나무는 탄성도 좋고 질기고 기밀한 섬유질 다발과도 같기 때문에 단번에 부러지는 일은 극히 드물겁니다.
생물·생명
Q. 사마귀나 긴 메뚜기처럼 생긴 벌레가 뭔가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.질문에서 유추해봐서는 대벌레가 아닐까 생각됩니다. 아래에 사진을 첨부해보겠습니다. 이렇게 생겼다면 대벌레가 맞습니다.
생물·생명
Q. 모기에게 물리면 가렵습니다. 이 원인이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.피가 공기를 만나면 굳어져서 지혈이 됩니다. 그러면 모기가 피를 빠는데 방해가 되기 때문에 히루딘이라는 성분을 주입해서 피가 굳어지지 않게 하고 빨아들이는 것입니다. 히루딘이 인체에 들어와 알레르기 반응을 일으켜 히스타민이라는 물질이 분비되어 가려움이 생겨나는 것입니다. 모기가 세균을 옮기기도 하지만 가려움의 이유는 위와 같습니다.
화학
Q. 수소차는 왜 공기 오염이 안되는 것인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.간단하게 설명하면 수소전기차는 수소와 공기 중에 산소를 반응시켜 물이 되는 과정에서 생겨나는 전기를 이용하는 방식입니다. 내연기관처럼 연소방식이 아니기 때문에 매연이 발생하는 것이 아닙니다. 전기생성 과정에서 순수 물이 생겨납니다.수소전기차는 친환경 차라고 얘기하지만 아이러니하게도 수소차에 충전할 수소를 만들기 위해서 전기를 사용해야 하며, 그 전기를 생산하기 위해서는 발전소를 가동하는데, 우리나라는 화석연료를 사용한 발전소도 많이 있습니다. 수소전기차와 전기차는 친환경차이지만 연료(수소, 전기)의 생산과정은 친환경적이지 않은 부분이 있습니다.
전기·전자
Q. 친환경차로 전기차가 대세인데, 수소차를 개발하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.수소전기차의 경우 전기차에 전기를 충전하는 것 보다 수소탱크에 수소를 채우는 속도가 월등히 빠르기 때문에 주목 받았었습니다. 하지만 수소전기차가 상용화되기 힘들었던 것은 수소충전소 건설비용이 많이 들어서 충전소 수가 너무 적다는 것입니다. 수소충전시설에 주요설비들이 전부 해외에서 수입해오는 것이라 자재 비용이 너무 비싸서입니다. 국내에서 제조를 할 수 있게 될 때까지는 설비에 필요한 부품단가를 낮추기 힘들 것으로 생각됩니다만 지속적으로 개발을 하고 있는 것으로 알고 있습니다. 그 다음으로 수소전기차에 충전할 액화수소 생산 비용도 문제가 되었지만 해당 부분도 점차 줄이기 위해 개발이 되고 있습니다. 위 문제들만 해결이 되어도 충전인프라 구축이 될 수 있을 겁니다. 충전환경이 구축되면 충전이 느린 전기차와 충전이 빠른 수소전기차 중에 어떤 것이 인기를 끌 수 있을지 생각했을 때 수소전기차가 매리트 있다고 판단했을 것 같습니다. 추가적으로 전기차가 아직 우리나라와 유럽 실정에 맞지 않다는 것도 있습니다. 미국처럼 땅이 넓고 전기 생산량이 많은 곳이라면 전기차가 효과적일 수 있습니다. 하지만 우리나라를 포함해 일본, 유럽 등에는 땅면적이 비교적 좁고, 전기생산량이 넉넉하지 않다면 전기차에 충전할 전기 생산량을 늘리기 힘듭니다. 실제 우리나라는 여름만 되어도 전력난 얘기가 나오고 있죠? 그런 상황에서 전기차에 충전할 전기생산량이 과연 확보가 될지 의문입니다. 당장은 운행되고 있는 전기차 수가 많지 않은 편이지만 늘면 늘수록 전력난이 심화될 수 있습니다. 이를 해결하기 위해서 전기생산량이 높은 원자력발전소를 계속 늘려가기에도 리스크가 크다고 볼 수 있습니다. 아직은 우리나라에서는 이를 수 있지만 글로벌 전력회사의 경우 신재생 여유전력으로 생산된 수소를 전력, 가스, 수소차, 화학공전에 활용하는 것을 추진하고 있다고 합니다. 그런 점에서 유럽, 미국, 일본 등 주요국가가 수소경제 산업을 추진하는 것일 수 있습니다.수소차 또한 비슷한 맥락으로 생각됩니다. 현재 수소충전소 인프라구축이 이루어졌을 때는 내다보는 것으로 보입니다.
화학
Q. 계란을 삶으면 왜 노른자는 약간 초록색깔 띄게 되는 건가요? 후라이 할땐 완전 노란색인데...
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.달걀을 삶았을 때 노른자 주변에 녹황색을 띠는 것은 황화철 때문입니다. 삶는 과정에서 달걀의 황 원자가 유리되게 되는데, 이 황 원자가 노른자에 철 성분과 반응하여 황화철이 만들어지는 것입니다. 황화철이 잘 만들어지게 되는 조건은 첫째, 달걀이 오래되고 신선도가 낮아질수록 이러한 현상이 잘 나타납니다. 둘째, 조리 시간이 길수록 황화철 생성 현상이 잘 나타납니다. 먹어도 문제가 없는 양이지만 신선도가 떨어질 때도 잘 생긴다는 점에서 달걀의 신선도 체크를 잘해주는 것이 좋을 것 같습니다. 신선도가 높아도 조리시간이 길면 생길 수 있으니 달걀이나 용기에 표시된 산란일을 통해 체크하는 것이 좋을 것 같습니다. 달걀후라이에서는 나타나지 않는 이유는 위에서 녹변현상(황화철 생성 현상)이 잘 생길 수 있는 이유 두번째인 조리시간과 관계있습니다. 후라이는 삶는 것에 비해 조리시간이 짧기 때문에 녹변현상이 잘 생기지 않습니다. 달걀을 삶을 때 녹변현상을 줄이기 위해서는 너무 고열에 조리하지 말고, 삶는 것이 끝나는 즉시 찬물에 빨리 식혀주면 도움이 됩니다. 적당한 조리시간을 맞춰주면 더 효과적입니다.
화학
Q. 내가 찍는 셀카랑 남이 찍어주는 사진이 뭔가 다른거 같은데 맞나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.가장 큰 차이는 요즘 나오는 스마트폰 카메라의 셀카모드는 거울로 보듯이 촬영되기 때문에 다른 사람이 보는 시선과 좌우가 바뀌어서 찍힙니다. 그 때문에 카메라 설정에 셀카모드에서 좌우를 바꿔서 찍히게 설정하는 기능이 있습니다. 평소 거울로 내 모습을 보던 것이 익숙하기 때문에 셀카로 보이는 모습이 익숙할 것입니다. 하지만 제삼자가 보면 일반 카메라로 다른 사람이 찍어주는 모습으로 보입니다. 그리고 그 모습이 객관적인 모습입니다. 그 다음 차이는 카메라 성능의 차이입니다. 현재까지 나오는 스미트폰들은 후면 카메라가 전면 카메라 보다 성능이 좋습니다. 그래서 화질에 차이가 있습니다. 다음 차이는 본인이 보면서 찍는 경우 스스로 좋아보일 때를 맞춰서 찍게 될 것입니다. 하지만 다른 사람이 찍어줄 경우 그 타이밍이 맞지 않을 수 있고 사람에 따라 어색함에 표정이 굳어질 수도 있습니다. 그래서 다른 사람이 찍어준 사진의 만족도가 떨어질 경우가 많습니다. 가장 큰 차이는 첫번째 적은 셀카모드에서는 거울모드가 기본적으로 적용되어 있는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구에서 보는 달은 왜 한쪽 면만 보이나요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.달은 공전주기와 자전주기가 같은 동주기 자전을 하기 때문에 지구에서는 한쪽면만 보게 됩니다. 만약 달이 자전을 하지 않거나 반대 방향으로 자전했다면 다른 면도 볼 수 있었을 것입니다. 달을 포함한 대부분의 행성 주위를 도는 위성은 동주기 자전을 하는데 이는 위성이 모체의 조석력에 묶여 있기 때문입니다.
화학
Q. 차량에는 디젤과 가솔린이 있습니다. 이중에서 디젤이 연비가 매우 좋습니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.첫째, 디젤 엔진은 공기를 압축시켜 폭발할 수 있게 만든 것이 주요 핵심입니다. 이는 연료가 쉽게 타게 하기 위함에 목적이 있습니다. 그 압축을 위해 디젤 엔진의 피스톤은 실린더의 최상부까지 올라가게 되는데, 피스톤의 윗면이 실린더의 윗면과 밀착할 때까지 올라갑니다. 이건 결국 압축비가 높다고 할 수 있습니다. 피스톤이 제일 아래로 내려갔다가 제일 위까지 올라가는 점이 가솔린 엔진보다 범위가 큽니다. 가솔린의 경우 피스톤이 끝까지 올라가지 않지만 디젤은 끝까지 올라가는 것입니다. 이렇게 압축비를 높여 열효율을 높이는 것입니다. 열효율이 높다는 것은 연비가 좋다고 말할 수 있습니다. 여기에서 디젤엔진이 가솔린엔진에 비해 연비가 좋아지는 것입니다.둘째, 디젤엔진은 가솔린엔진에 비해 적은 연료로 연소합니다. 디젤에 경우 희박연소라 하여 산소와 연료가 만나 폭발할 때 연료가 희박하게 들어갑니다. 가솔린엔진은 엔진 실린더에 들어가는 공기에 연료를 섞어서 넣습니다. 그 파워는 스로틀 밸브를 통해 혼합기(산소+연료)의 양으로 조절합니다. 산소량과 연료량이 비례하게 되는 것입니다. 반면 디젤엔진은 실린더 내의 공기량은 정해져 있는데, 그 양이 충분합니다. 액셀러레이터 페달을 한 번 밟을 때 공기량은 가솔린 엔진의 3~5배나 많습니다. 이 때문에 공기량 대비 연료량이 적게 들어갈 수 있습니다. 그래서 디젤엔진이 저회전에서 가솔린엔진 보다 파워가 좋고, 열효율도 좋다고 얘기할 수 있습니다.셋째, 터보입니다. 현재 나오고 있는 디젤 엔진 차량의 대부분은 터보 엔진입니다. 터보를 달면 자연흡기 엔진 보다 작은 배기량으로 큰 힘을 낼 수 있습니다. 같은 출력의 자연흡기 엔진 보다 연료를 적게 사용한다는 것입니다. 디젤엔진에는 터보가 필수처럼 장착되고 있습니다. 요즘은 가솔린 엔진에도 터보를 장착해서 나오지만 연료와 상관 없이 배기량을 줄이면서 출력과 토크를 높이기 위한 목적입니다. 어떻게 세팅되었는지에 따라 차이가 있겠지만 연비는 자연흡기엔진과 크게 차이가 없습니다. 차종에 따라 1.6터보가 2.0자연흡기 보다 공인연비가 낮은 경우도 있습니다. 세금을 줄여서 판매량을 높이기 위한 목적도 있습니다.가솔린엔진이 디젤엔진처럼 연비를 높일 방법은 하이브리드가 아니라면 어려울 것 같습니다. 수입차 중에는 디젤 하이브리드가 나오고 있어 연비효율이 더 좋아지고 있습니다.
생물·생명
Q. 벌집은 왜 육각형 구조로 되어 있는건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.벌집을 처음 만들 때는 원형다발로 만들어집니다. 이는 영국의 라누연구팀에 의해 밝혀졌습니다. 원형의 집이 만들어진 후 벌의 체온에 의해 밀랍이 데워져 말랑말랑 해지고, 공간 사이에 접한 부분에 표면장력이 작용하면서 육각형이 되는 것입니다. 육각형의 형태가 되고나면 공간 사이에 빈틈이 없고 공간효율이 높아집니다. 추가로 힘의 분산이 고르게 이루어져 안정적인 구조가 됩니다. 그렇기 때문에 벌집 무게의 30배 정도 무게를 버틸 수 있어서 많은 꿀을 저장할 수 있습니다. 그러한 장점이 있기 때문에 벌은 육각형의 집을 만들게 되었을 것으로 추장됩니다.