Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. ABS브레이크는 일반브레이크 보다 어떻게 제동거리가 짧아지는 건가요?
안녕하세요. Anti-Lock Brake System (ABS)의 주요 기능은 제동 중 바퀴의 잠김을 방지하여, 타이어가 도로 표면과 지속적인 접촉을 유지하게 함으로써 제어력을 극대화하는 것입니다. 이 시스템은 바퀴에 부착된 속도센서를 통해 각 바퀴의 회전 속도를 모니터링하고, 중앙 제어 장치가 이 데이터를 분석하여 바퀴가 잠길 위험이 있을 때 브레이크 압력을 조절합니다. 이러한 고속의 압력 조절은 바퀴가 완전히 정지하지 않고 계속 회전하게 하여, 운전자가 급제동 상황에서도 차량의 방향을 제어할 수 있도록 도와줍니다. 제동 거리의 단축은 ABS가 제공하는 일관된 트랙션과 향상된 제동 효율로 인해 가능합니다. 바퀴가 잠기지 않고 회전을 지속함으로써, 타이어는 최적의 접지력을 유지하고, 이는 브레이킹 도중에도 차량의 조향 능력을 보존합니다. 따라서 ABS는 특히 미끄러운 도로 조건이나 비상 상황에서 차량의 제동 거리를 줄이는 데 효과적입니다. 이러한 기술적 진보는 차량의 안전성을 크게 향상시키며, 다수의 연구와 실제 적용 사례에서 그 효과가 입증되었습니다.
Q. 알코올은 분말로 만들어지지 않나요?
안녕하세요. 알코올을 분말 형태로 만드는 것은 흔하지 않지만, 기술적으로는 가능합니다. 알코올 자체는 일반적으로 액체 상태로 존재하며, 휘발성이 높고 증발하기 쉬운 특성을 가지고 있습니다. 그러나 화학적으로 알코올을 분말 형태로 만드는 몇 가지 방법이 있습니다. 알코올을 마이크로캡슐화하는 방법은 알코올을 미세한 캡슐 안에 넣어 고체 형태로 만드는 것입니다. 캡슐화된 알코올은 외부 자극에 의해 캡슐이 파열될 때까지 알코올을 안정적으로 저장할 수 있습니다. 이 기술은 일반적으로 약물 전달 시스템이나 특정 화학 물질의 방출 제어에 사용됩니다. 시중에는 'Palcohol'과 같은 분말형 알코올 제품이 있었습니다. 이는 에탄올을 특정 물질과 혼합하여 분말 형태로 만든 것으로, 물이나 다른 음료에 혼합하여 알코올 음료를 만들 수 있도록 설계되었습니다. 분말형 알코올은 휴대성과 편의성을 제공할 수 있지만, 몇 가지 제한 사항도 있습니다. 예를 들어, 분말형 알코올은 저장 및 취급 시 특별한 주의가 필요하며, 알코올의 휘발성과 반응성 때문에 안정적인 저장 조건이 요구됩니다. 또한, 정부 규제 및 안전 문제로 인해 시장에서의 유통과 사용에 제약이 따를 수 있습니다.
Q. 암모니아 추진 선박에 사용되는 엔진은 기존 내연기관과 어떤 차이점이 있나요?
안녕하세요. 암모니아는 액화 가스 형태로 저장되며, 상온에서는 압축하거나 냉각해야만 액체 상태를 유지할 수 있습니다. 따라서 암모니아를 사용하는 엔진은 연료의 압력 및 온도를 관리하는 특수한 저장 및 공급 시스템이 필요합니다. 이 시스템은 안전하게 암모니아를 엔진으로 전달할 수 있도록 설계되어야 하며, 누출 방지와 같은 안전 조치가 강화되어야 합니다. 암모니아는 불꽃 연소를 통해 에너지를 발생시킬 수 있지만, 화석 연료보다 점화 온도가 높고 연소 속도가 느립니다. 이로 인해 기존의 디젤 엔진과 같은 내연기관은 암모니아의 연소 특성에 맞추어 점화 및 연소 챔버의 설계가 수정되어야 합니다. 특히, 더 높은 온도에서 안정적으로 연소할 수 있도록 점화 시스템을 개선해야 하며, 연소 효율을 최적화하기 위한 연구가 지속적으로 필요합니다. 암모니아 연소는 질소 산화물(NOx)과 같은 배출가스를 발생시킬 수 있습니다. 이는 환경 규제에 따라 처리해야 하는 중요한 문제입니다. 따라서 암모니아를 사용하는 선박 엔진은 NOx 저감 시스템이 추가적으로 포함되어야 하며, 이를 위해 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR)과 같은 기술이 적용될 수 있습니다. 암모니아는 인체에 유해하며, 높은 농도에서는 독성이 있습니다. 이로 인해 암모니아를 사용하는 선박에서는 누출 감지 및 대응 시스템이 중요한 설계 요소가 됩니다. 누출 발생 시 신속하게 대처할 수 있는 시스템과 함께, 배와 선원의 안전을 위한 충분한 훈련과 절차가 마련되어야 합니다. 이러한 차이점들은 암모니아가 친환경 연료로서의 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다만, 기존의 내연기관을 대체하기 위해서는 기술적, 안전적, 환경적 고려가 필요한 복잡한 과제입니다. 암모니아 연료를 사용하는 엔진에 대한 연구 및 개발은 여전히 진행 중이며, 이 분야의 최신 연구 동향은 학술 저널 및 산업 보고서를 통해 접할 수 있습니다. 예를 들어, "Journal of Marine Science and Engineering"에서는 이러한 신기술에 관한 다양한 연구가 발표되고 있습니다.
Q. 사람의 폐와 물고기의 아가미의 차이가 궁금해요.
안녕하세요. 인간의 폐는 기도를 통해 공기를 받아들이고, 기도는 점차 작은 기관지로 나뉘며 마지막에는 폐포(Alveoli)에 도달합니다. 폐포는 매우 얇은 벽을 가진 작은 공기 주머니로, 혈관과 매우 밀접하게 접촉하고 있어 산소와 이산화탄소의 교환을 용이하게 합니다. 인간을 포함한 대부분의 육상 동물은 대기 중의 산소를 직접적으로 흡입하여 폐를 통해 산소를 흡수합니다. 이 과정에서 호흡 근육을 사용하여 공기를 빨아들이고 내보냄으로써, 폐포에서의 기체 교환이 일어납니다. 물고기는 아가미 덮개를 열고 닫음으로써 물을 아가미를 통과시키고, 이 과정에서 물 속의 산소를 흡수합니다. 아가미의 각 판에는 혈액이 흐르는 미세한 혈관들이 있으며, 물이 이를 통과할 때 산소가 혈액으로 이동하고 이산화탄소가 제거됩니다. 물고기의 아가미는 물 속의 용존 산소를 효율적으로 흡수하기 위해 설계된 구조로, 수많은 아가미 실과 아가미 판으로 구성되어 있습니다. 이들은 매우 얇고 넓은 표면적을 가지며, 산소가 물 속에서 아가미로 흘러 들어오고 혈액 속의 이산화탄소와 교환됩니다.
Q. 왜 사족보행으로 동물들은 이동하는 것일까요?
안녕하세요. 사족보행은 다수의 육상 동물에게서 관찰되며, 이는 진화적으로 획득된 이동 수단으로 다양한 생물학적 이점을 제공합니다. 사족보행의 주된 이점 중 하나는 탁월한 안정성입니다. 네 발을 사용하는 동물들은 그들의 체중을 넓은 베이스에 분산시켜 더욱 안정된 자세를 유지할 수 있습니다. 이는 특히 가파른 지형이나 미끄러운 환경에서의 이동에 유리하며, 체력 소모를 줄이면서도 빠른 속도로 이동할 수 있게 합니다. 더불어, 사족보행은 동물이 빠르게 달릴 수 있게 해주며, 급격한 방향 전환에도 유리한 조건을 제공합니다. 이족보행에 비해 네 발을 사용하는 동물들은 더 높은 가속도와 우수한 기동성을 발휘할 수 있습니다. 이러한 특성은 포식자로부터의 도피 또는 사냥 시 필수적인 요소로 작용합니다. 진화적 관점에서, 사족보행은 인간의 이족보행에 비해 훨씬 오래전에 나타났으며, 다양한 환경에 적응하는 과정에서 계속해서 유지되어 왔습니다. 인간의 이족보행은 상대적으로 최근의 진화적 변화로, 우리 조상이 나무에서 내려와 지상에서더 넓은 시야를 확보하고, 다양한 환경에서 생존할 수 있게 한 적응적 특징입니다. 반면, 대부분의 동물들에게 사족보행은 지속적으로 에너지 효율성을 보장하고, 신속하게 환경 변화에 대응할 수 있는 방식으로 자리 잡았습니다. 이족보행은 또한 두 팔의 자유로운 사용을 가능하게 하여 도구 사용과 같은 다른 진화적 혜택을 제공하지만, 이는 인간을 포함한 소수의 종에게만 해당되는 특성입니다.