Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 포유류가 갖는 특징은 크게 무엇이 있나요?
안녕하세요. 포유류는 그들의 톡특한 생물학적 특성으로 인해 다른 동물군과 구별됩니다. 체온 조절 능력, 모유를 통한 영양 공급, 발달된 뇌, 털이 있는 피부는 포유류의 주요 특징입니다. 포유류는 온혈동물로서, 자신의 대사 활동을 통해 체온을 조절할 수 있습니다. 이 능력은 포유류가 추운 지역에서도 생존할 수 있게 하며, 환경 변화에 유연하게 대응할 수 있게 합니다. 포유류의 명칭은 "젖을 먹이는 동물"에서 유래했습니다. 모든 포유류는 새끼에게 모유를 먹이며, 이 모유는 새끼가 필요로 하는 영양분과 항체를 제공하여 초기 생존율을 높입니다. 이러한 특성은 포유류가 성공적으로 번식할 수 있는 중요한 요소 중 하나입니다. 또한, 포유류는 다른 동물 대비 상대적으로 더 발달된 뇌를 가지고 있습니다. 이는 복잡한 사회적 상호작용, 학습 능력, 문제 해결 능력 등을 가능하게 하며, 포유류의 적응력과 진화에 큰 기여를 합니다. 포유류의 피부에는 털이 자라며, 이 털은 체온을 유지하는데 도움을 줍니다. 털은 또한 물에서의 보온 효과, 자외선 차단, 상처로부터 보호 등 다양한 기능을 수행합니다.
Q. 철이나 플라스틱이 녹는 온도는 몇 도인가요?
안녕하세요. 철의 경우, 순수한 철의 녹는 점은 약 1,538°C 입니다. 이는 철이 매우 높은 온도에서도 견딜 수 있음을 의미하며, 대부분의 산업용 오븐에서는 철이 녹지 않습니다. 철은 높은 온도에서 사용될 수 있는 내구성 덕분에 건축 자재나 기계 부품 등에 널리 사용됩니다. 플라스틱은 다양한 종류가 있고 각각 녹는 점도 매우 다릅니다. 일반적으로 플라스틱의 녹는 점은 대략 100°C에서 260°C 사이입니다. 예컨데, 폴리에틸린(PE)은 대략 115°C에서 녹기 시작하고, 폴리프로필렌(PP)은 160°C에서 녹으며, 폴리카보네이트(PC)는 225°C 정도에서 녹습니다. 이는 플라스틱을 사용할 때 그 용도와 환경을 고려하여 적절한 유형을 선택해야 함을 의미합니다. 오븐의 내부 온도가 일반적으로 250°C를 넘지 않는 가정용 오븐을 사용한다면 대부분의 금속 용기는 안전합니다. 그러나 플라스틱 용기의 경우, 오븐 내의 고온에서 사용하기에 적합하지 않은 경우가 많습니다. 플라스틱이 오븐에서 사용되는 경우, 고온에서도 안전하게 사용할 수 있는 특수한 종류의 플라스틱(ex : 일부 고온에서 사용 가능한 실리콘 물질)이어야 합니다.
Q. 기체를 액체로 만드는 과정을 액화 고체로 만드는 과정을 응고라고 하는데요
안녕하세요. 기체에서 액체로, 그리고 액체에서 고체로의 상태 변화는 각각 액화와 응고라고 불리며, 이러한 변화는 주로 온도와 압력의 변화에 따라 결정됩니다. 이 과정에서 기본적인 열역학 원리와 분자 간 상호작용이 중요한 역할을 합니다. 기체를 액체로 변환하는 과정인 액화는 기체의 분자들이 충분히 가까워져 서로의 인력으로 인해 결합될 때 발생합니다. 이는 주로 기체의 온도를 낮추거나 압력을 증가시킴으로써 이루어집니다. 온도가 낮아질수록 분자의 운동 에너지가 감소하여 서로 더 가까이 모일 수 있고, 압력이 증가하면 분자들이 서로 밀접하게 밀집되어 액체 상태를 형성하게 됩니다. 액체에서 고체로의 변환인 응고 액체 상태의 분자들이 더 낮은 에너지 상태로 정렬되어 고정된 결정 구조를 형성할 때 발생합니다. 이는 주로 액체의 온도를 더 낮추어 분자들의 운동이 느려지고, 결국 고정된 위치에 정착하게 됨으로써 이루어집니다. 응고 과정에서는 분자 간 인력이 운동 에너지를 능가하게 되어 분자들이 정규 배열을 이루게 됩니다.
Q. 화학 반응에서 전이 금속 촉매가 가지는 역할은 무엇인가요?
안녕하세요. 전이 금속 촉매는 화학 반응에서 중심적인 역할을 수행하며, 이들의 효능은 에너지 절약형 공정 개발에 있어 핵심적인 요소입니다. 전이 금속은 다양한 산화 형태를 취할 수 있고, 촉매 작용을 위한 여러 전자를 이동시킬 수 있는 능력을 갖추고 있어, 화학 반응을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있습니다. 이러한 특성은 전이 금속을 이용한 촉매가 반응을 가속화하고, 필요한 에너지를 크게 줄여줌으로써 산업적으로 매우 유용하게 만듭니다. 전이 금속 촉매는 반응의 활서오하 에너지(activation energy)를 낮추는데 기여함으로써 반응 속도를 증가시킵니다. 이는 촉매가 반응물과 일시적인 복합체를 형성하면서 반응 경로를 변경하고, 결국 촉매가 원래 상태로 재생되면서 반응의 총 에너지 요구량을 줄이는 방식으로 이루어집니다. 이 과정에서 전이 금속 촉매는 반응물 사이의 결합 형성을 촉진하거나 분해를 도와 새로운 화학물질을 생성하게 돕습니다. 전이 금속 촉매를 이해하고 활용하는 것은 새로운 촉매를 개발하는데 있어 매우 중요합니다. 예를 들어, 환경 친화적인 공정을 위해 독성이 낮고 효율이 높은 촉매를 개발하는 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 전이 금속의 새로운 산화 상태와 그것을 활용한 촉매 메커니즘을 발견함으로써 진행될 수 있습니다.
Q. 초끈이론이 정복되면 세상은 어떻게 바뀌게 되나요?
안녕하세요. 초끈이론이 완전히 이해되고 입증되었을 경우, 이는 물리학뿐만 아니라 다양한 과학 분야의 기술, 심지어 우리 일상 생활에까지 광범위한 영향을 미칠 것입니다. 이 이론은 우주의 기본 구성 요소와 힘에 대한 근본적인 이해를 제공함으로써, 과학적 지평을 새롭게 넓힐 잠재력을 가지고 있습니다. 초끈이론이 성공적으로 검증되면, 우주의 네 가지 기본 힘을 하나의 통합된 프레임워크 내에서 이해할 수 있게 될 것입니다. 이는 현재까지 물리학에서 분리되어 다루어진 힘들을 연결하는 이론적 근거를 마련해, 전반적인 우주에 대한 이해를 발전시킬 수 있습니다. 또, 초끈이론의 원리를 이해하면 새로운 형태의 에너지 생성, 재료 과학에서의 돌파구, 나노 기술 등, 현재로서는 상상하기 어려운 새로운 기술이 등장할 수 있습니다. 특히, 이 이론에서는 예측하는 고차원과의 상호작용은 새로운 형태의 통신 기 술이나 운송 수단을 가능하게 할 수도 있습니다. 이 이론은 또한, 우주의 초창기 상태나 블랙홀과 같은 극단적인 조건에서의 물리 현상에 대한 설명을 가능하게 할 것입니다. 이로 인해 우주 탐사와 관련된 기술들이 새로운 방향으로 발전할 수 있으며, 인류가 우주를 이해하고 탐색하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.