Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 탄닌의 혈액 응고 작용에 대해 질문이요
안녕하세요. 탄닌(Tannins)은 식물계에서 널리 분포하는 폴리페놀 화합물로서, 그 중 수용성 탄닌(Hydrolyzable Tannins)은 수용성의 특성을 지니고 있어 물에 잘 녹습니다. 이러한 수용성 탄닌은 주로 과일, 견과류, 차, 와인 등에서 발견됩니다. 수용성 탄닌은 혈액과의 반응에 있어 혈액 응고에 영향을 미칠 수 있는데, 주로 혈액 응고를 저하시키는 역할을 합니다. 이는 탄닌이 혈장 단백질과 강력하게 결합하여 혈액 내의 여러 응고 인자들의 활성을 저하시키기 때문입니다. 특히, 탄닌은 혈소판의 응집을 방해하며, 혈소판 활성화 및 응집 과정에 중요한 역할을 하는 피브리노겐의 변형을 막을 수 있습니다. 이로 인해 수용성 탄닌을 다량 섭취할 경우, 응고 시간이 연장되거나 출혈 경향이 증가할 수 있습니다. 따라서, 특정 의약적 상황에서는 수용성 탄닌의 섭취를 조심해야 할 필요가 있습니다. 예를 들어, 수술 전이나 출혈 장애가 있는 경우에는 이러한 물질의 섭취가 혈액 응고에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
물리
Q. 빛이 굴절되는 원리는 무엇때문인가요?
안녕하세요. 빛의 굴절 현상은 빛이 한 매질에서 다른 매질로 통과할 때, 속도 변화에 의해 진행 경로가 꺾이는 현상입니다. 이 현상은 스넬의 법칙(Snell`s Law)에 의해 설명되며, 매질의 굴절률(Refractive Index)에 따라 달라집니다. 빛이 공기에서 물, 유리, 렌즈와 같은 매질로 들어갈 때, 각각의 매질에서 빛의 속도가 달라지기 때문에 빛의 경로가 꺾이게 됩니다. 굴절의 근본적인 원리는 빛의 속도가 매질에 따라 다르기 때문입니다. 진공에서 빛의 속도는 가장 빠르며, C ≈ 3 × 10⁸ m/s 입니다. 그러나 물이나 유리 같은 밀도가 높은 매질에서는 빛의 속도가 느려집니다. 빛이 공기에서 유리와 같은 밀도가 더 높은 매질로 들어갈 때, 빛의 속도가 줄어들면서 경로가 매질의 경계에서 꺾이게 됩니다. 반대로 밀도가 높은 매질에서 낮은 매질로 이동할 때는 속도가 증가하면서 빛이 굴절됩니다. 스넬의 법칙을 수식으로 표현하면 다음과 같습니다 : n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ 여기서 n₁과 n₂는 각각 매질 1과 매질 2의 굴절률이며, θ₁과 θ₂는 각각 입사각과 굴절각입니다. 굴절률 n은 매질 속에서 빛의 속도를 나타내는 척도로, 진공에서의 빛의 속도에 대한 해당 매질에서의 빛의 속도 비율입니다 : n = c / v 여기서 v는 해당 매질에서의 빛의 속도입니다. 빛이 굴절되는 현상은 렌즈에서 중요한 역할을 합니다. 볼록렌즈(Convex Lens)는 빛을 한 점으로 모으는데 사용되며, 이 렌즈는 빛이 매질을 통과할때 경로가 꺾이도록 하여, 빛의 초점을 맞추는데 활용됩니다. 안경이나 돋보기에서 볼록렌즈는 빛을 굴절시켜 초점 거리를 조절하고, 시각적 상을 더 선명하게 만듭니다.
생물·생명
Q. 유전자 변형 농산물의 장단점에 대해서 알려주세요.
안녕하세요. 유전자 변형 농산물(Genetically Modified Organism ; GMO)은 생명공학 기술을 사용해 특정 유전자들을 인위적으로 조작하여 만들어진 농산물을 말합니다. 이러한 기술은 특정 특성(ex : 병충해 저항성, 생산성 향상, 영양 강화 등)을 강화하기 위해 적용되며, 이에 따른 장점과 단점이 존재합니다. 대표적인 유전자 변형 농산물의 장점은, 생산성 향상에 있습니다. 유전자 변형을 통해 농작물이 병충해, 기후변화, 가뭄, 해충 등과 같은 외부 요인에 더 강하게 만들어집니다. 또, 영양 성분의 강화도 대표적인 장점입니다. 유전자 변형 기술을 통해 작물의 영양 성분을 개선할 수 있습니다. 황금쌀(Golden Rice)을 예로 들어본다면 비타민 A의 전구체인 베타카로틴을 포함하고 있어, 비타민 A 결핍을 예방하는데 도움을 줄 수 있습니다. 끝으로, 농업 비용 절감이라는 장점이 있습니다. 병충해에 강한 유전자 변형 작물은 농약 및 살충제 사용을 감소시켜, 농부의 비용 부담을 줄여줍니다. 또한, 특정 환경 조건에 최적화된 작물을 재배함으로써, 효율적인 농업이 가능해집니다. 대표적인 단점으로는, 환경에 미치는 영향을 들 수 있습니다. 유전자 변형 농산물은 생태계에 예기치 못한 영향을 줄 수 있습니다. 예컨데, 해충에 강한 작물은 특정 곤충 종을 줄어들게 하거나, 해충들이 시간이 지나면서 더 강한 저항성을 발달시킬 수 있습니다. 이는 생태적 균형을 깨뜨릴 가능성이 있습니다. 두번째로, 인체에 미치는 잠재적 위험성이 단점입니다. 유전자 변형 식품이 인체에 미치는 장기적인 영향에 대해 충분한 연구가 이루어지지 않았기 때문에, 일부 소비자들은 GMO 식품에 대해 불안감을 가질 수 있습니다. 알레르기 반응이나 새로운 건강 문제를 유발할 가능성도 아직 완전히 배제되지 않았습니다.
물리
Q. 요즘 물리학에서는 에너지와 질량은 따로 구분하지 않는다는 말을 들었는대 정말인가요?
안녕하세요. 현대 물리학에서 에너지와 질량이 같은 개념으로 쓰인다는 말은 어느 정도는 맞지만, 그 표현은 다소 간소화된 것입니다. 에너지와 질량은 서로 완전히 동일한 개념은 아니지만, 상대성 이론에서 이둘은 깊이 연결되어 있다는 사실이 중요한 물리적 진리로 받아들여지고 있습니다. 이를 이해하기 위해서는 알베르트 아인슈타인의 유명한 방정식인 E = mc² 을 고찰해야 합니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론(Special Theory of Relativity)은 질량과 에너지가 상호 변환 가능하다는 사실을 제시합니다. 이 방정식에서 E는 에너지, m은 질량, c는 빛의 속도(약 3 × 10⁸ m/s)입니다. 이 방정식은 질량이 단순한 고정된 값이 아니라, 에너지의 한 형태로 볼 수 있음을 나타냅니다. 즉, 물질에 포함된 질량은 에너지로 변환될 수 있으며, 그 반대도 가능합니다. 이 방정식이 말하는 핵심은 질량과 에너지는 동등한 물리적 실체라는 것입니다. 예컨데, 핵분열이나 핵융합에서 질량이 사라지면서 엄청난 에너지가 방출되는 현상이 이를 뒷받침합니다. 그러므로, 질량을 가진 물체는 본질적으로 에너지를 포함하고 있으며, 그 물체가 가진 에너지는 물체의 질량으로 표현될 수 있습니다. 그러나 질량과 에너지가 완전히 동일한 것은 아닙니다. 질량은 물체의 정지 상태에서 측정된 양이고, 에너지는 그 물체가 운동을 하거나, 열을 가지거나, 또는 위치에 따라 다른 상태로 존재할 때 나타나는 여러 형태의 물리적 양입니다. 따라서 에너지와 질량을 물리적 의미에서 구분할 수 있지만, 특수 상대성 이론의 맥락에서는 둘이 깊은 연관성을 가지고 변환 가능한 상태로 이해됩니다. 결론적으로, 에너지와 질량이 '같다'는 표현은 상대성 이론의 맥락에서 보면 어느 정도 타당하지만, 이는 두 개념이 서로 변환 가능한 속성임을 나타내는 것이지, 엄격한 의미에서 완전히 동일한 개념은 아닙니다. 질량은 에너지의 한 형태로 간주될 수 있으며, 그 관계는 E = mc² 이라는 방정식을 통해 깊이 연결되어 있습니다.
물리
Q. "관성의 법칙"에 대해서 설명 부탁드립니다.
안녕하세요. 관성의 법칙은 아이작 뉴턴(Sir Isaac Newton)이 제시한 세 가지 운동 법칙 중 첫번째 법칙으로, 물리학에서 매우 중요한 개념 중 하나입니다. 이 법칙은 물체의 운동 상태를 설명하는 기본 원리로, 물체가 외부에서 힘을 받지 않는 한 정지해 있는 물체는 계속 정지해 있고, 운동 중인 물체는 계속해서 같은 속도로 움지인다는 내용을 담고 있습니다. 관성의 법칙은 이렇게 정의됩니다 : "모든 물체는 외부에서 힘이 작용하지 않는 한, 정지 상태 또는 등속도 운동 상태를 유지하려는 성질을 갖는다." 이 법칙은 물체가 본래의 운동 상태를 계속 유지하려는 성질을 관성(Inertia)이라고 합니다. 이 법칙의 핵심 개념은 외부 힘(External Force)입니다. 외부에서 힘이 가해지지 않으면, 물체는 본래의 운동 상태를 계속 유지하려는 경향이 있으며, 이 상태를 깨기 위해서는 반드시 외부 힘이 필요합니다. 예를 들어, 진공 상태에서 저항 없이 움직이는 우주선은 지속적으로 같은 속도로 이동할 것입니다. 지구에서 우리가 흔히 접하는 일상적 환경에서는 마찰력이나 공기 저항 등 외부 힘이 작용하기 때문에, 실제로 물체가 저절로 멈추거나 방향이 바뀌는 것처럼 보입니다. 수학적으로는 다음과 같이 표현됩니다 : F = 0 ⇒ v = 일정 또는 정지 상태 여기서 F는 힘(Force), v는 속도(Velocity)를 나타냅니다. 즉, 물체에 작용하는 힘이 없을 때는 물체의 속도는 변화하지 않으며, 가만히 있는 물체는 계속 정지 상태를 유지하고, 운동 중인 물체는 같은 속도로 계속 움직입니다. 이 법칙은 고전 역학의 기본이 되는 개념으로, 뉴턴이 제시한 다른 운동 법칙들과 함께 물체의 운동을 설명하는 중요한 원리입니다. 관성의 법칙을 통해 물체의 운동 상태를 이해하면, 힘과 운동의 관계에 대한 더 깊은 통찰을 얻을 수 있습니다.