Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 드라이버의 끝부분은 자석에 문지르니까 나사가 달라붙는 데 어떤 원리인가요
안녕하세요. 드라이버의 끝부분을 자석에 문지르면 나사가 달라붙는 현상은 자기장의 영향으로 인한 것입니다. 드라이버의 끝부분이 일시적인 자석ㅡ임시 자석ㅡ으로 변하게 됩니다. 철이나 강철과 같은 강자성 재료는 자기장을 전도할 수 있는 성질을 가지고 있습니다. 드라이버의 끝부분을 강한 자석에 문지를 때, 자석의 자기장이 드라이버의 금속 부분을 통해 전달됩니다. 이 자기장은 드라이버 내부의 자성 도메인ㅡ작은 자기 구역ㅡ들을 재배열하여, 모든 도메인이 거의 같은 방향을 가리키게 만듭니다. 강자성 재료는 보통 수많은 작은 자성 도메인으로 구성되어 있으며, 각 도메인은 자체적으로 작은 자석처럼 작용합니다. 비자성 상태의 드라이버에서는 이 도메인들의 방향이 무작위로 흩어져 있어 전체적인 자기장이 상쇄됩니다. 하지만, 강력한 자석을 이용하여 드라이버를 문지를 때, 이 도메인들이 자석의 자기장 방향으로 정렬되면서 드라이버 전체가 임시 자석의 성질을 가지게 됩니다. 이렇게 자기화된 드라이버는 금속 나사와 같은 강자성 물질에 대한 자기적 인력을 가지게 됩니다. 따라서, 자기화된 드라이버 근처에 나사를 가져다 대면 나사는 드라이버에 달라붙게 됩니다. 이는 나사가 드라이버의 자기장에 의해 자극받아 자기적 특성을 나타내기 때문입니다.
Q. 휴대폰 배터리는 왜 시간이 지나면 빨리
안녕하세요. 휴대폰 배터리의 수명 감소에 대한 현상을 설명하기 위해서는 내장된 리튬 이온 배터리(Lithium-ion battery)의 화학적 및 물리적 속성에서 원인을 찾을 수 있습니다. 리튬 이온 배터리는 사용 과정에서 불가피하게 성능 저하를 겪게 되며, 이런 성능 저하는 여러가지 요인에 의해서 발생하게 됩니다. 먼저, 리튬 이온 배터리는 반복적인 충전과 방전 사이클을 거치면서 점차 그 효율이 감소합니다. 배터리를 충전할 때마다 전극 사이에서 리튬 이온이 이동하면서, 전극의 물질 구조가 점차 변화하게 됩니다. 특히, 음극(Anode)에서는 리튬 이온이 삽입되고 추출되는 과정에서 전극 재료가 팽창하거나 수축하게 되는데, 이러한 물리적 변화는 전극 재료의 미세 구조에 영구적인 손상을 입힐 수 있습니다. 이로 인해 배터리의 저장 용량이 감소하고, 전압이 저하되며, 결국에는 배터리의 전체 수명이 단축됩니다. 또, 배터리의 내부 저항이 시간이 지남에 따라 증가하는 현상도 성능 저하에 기여합니다. 리튬 이온 배터리 내부에서는 고체 전해질 계면층(Solid Electrolyte Interphase ; SEI)이 형성되는데, 이 층은 초기에는 배터리를 보호하는 역할을 하지만, 반복적인 충전과 방전 과정에서 SEI 층이 두꺼워지고 불안정해질 수 있습니다. 이는 이온의 이동을 방해하고 내부 저항을 증가시켜, 배터리의 효율을 저하시키고 충전 시간을 증가시킵니다. 또, 배터리의 화학적 노화도 중요한 작용을 합니다. 화학적 노화는 주로 전해질과 전극 사이의 부적절한 반응에서 비롯되며, 이는 독성 물질의 생성, 전극의 활성 물질 손실 등을 초래할 수 있습니다. 이러한 변화는 배터리의 충전 용량과 출력을 점진적으로 감소시키는 결과를 낳습니다. 위와 같은 현상들을 심도 있게 확인하고 싶으시다면 Journal of Power Sources와 같은 전문 학술 저널을 추천드립니다. 배터리 기술과 관련된 최신 연구 동향을 제공하고 있습니다.
Q. 핫팩 철분가루가 피부.유리에 미치는영향?
안녕하세요. 핫팩에 사용되는 철분가루는 열을 발생시키는 주요 성분으로 작용하며, 핫팩의 내부에 밀봉되어 있습니다. 이 철분가루는 공기 중의 산소와 반응하여 산화 철을 생성하면서 열을 방출합니다. 정상적인 사용 상황에서는 이 철분가루가 외부로 유출되지 않도록 설계되어 있지만, 핫팩이 손상되거나 제대로 사용되지 않을 경우 철분가루가 외부로 노출될 수 있습니다. 철분 가루가 피부에 직접 접촉할 경우 일부 사람들에게는 자극이 될 수 있습니다. 특히, 피부가 예민하거나 철분가루에 대한 특별한 알레르기가 있는 경우, 피부 발진이나 자극을 유발할 가능성이 있습니다. 철분가루가 상처에 접촉하면 감염을 일으킬 수도 있으므로, 사용 중 핫팩이 파손되어 철분가루가 눈에 띄면 즉시 사용을 중단하고 피부를 깨끗이 씻는 것이 좋습니다. 핫팩에서 유출된 철분가루가 스마트폰 화면에 접촉하는 경우, 직접적으로 화면에 기스를 남길 가능성은 상대적으로 낮습니다. 스마트폰 화면은 일반적으로 강화 유리로 만들어져 있어 일상적인 사용에서 발생할 수 있는 작은 입자의 마찰에도 견딜 수 있도록 설꼐되어 있습니다. 그러나 철분가루와 같은 금속성 물질이 화면에 지속적으로 문질러질 경우 미세한 스크래치가 발생할 수 있는 여지는 있습니다. 따라서 핫팩 사용 후에는 손을 깨끗이 씻고, 스마트폰을 다루는게 좋습니다.
Q. 사바나초원에여러 괴이한동물이사는데
안녕하세요. 사바나에 관심이 많으시군요. 그만큼 성의있는 답변 드리겠습니다. 강멧돼지는 사바나에서 흔히 볼수 있는 동물입니다. 뿔과 얼굴의 커다란 결절로 잘 알려져 있습니다. 땅을 파고 들어가 쉴 수 있는 굴을 만드는데 능숙하며, 주로 뿌리나 풀을 먹습니다. 오카피는 아프리카의 열대 우림, 콩고에서 주로 발견되는데, 사바나 지역의 경계 부근에서도 발견됩니다. 기린의 유일한 친척으로, 그들의 줄무늬 몸통이 특징입니다. 흑밸콜로부스 원숭이는 주로 아프리카의 숲에 서식하지만, 사바나와 숲이 만나는 경계 지역에서도 볼 수 있습니다. 흑백콜로부스는 그들의 두드러진 흰색 털과 긴 꼬리로 유명합니다. 또, 사바나 지역의 강과 호수에서는 다양한 종류의 악어를 볼 수 있습니다. 아프리카 코끼리는 사바나의 대표적인 초식동물로, 큰 몸집과 긴 코, 큰 귀가 특징입니다.
Q. 사바나는 살기좋은터로 많은동물이모여드는초원으로
안녕하세요. 사바나는 아프리카, 호주, 인도, 남미 등 여러 대륙에 걸쳐 분포하는 푹밭과 나무가 적절히 섞인 생태계를 말합니다. 이 지역은 비교적 건조한 기후와 계절에 따라 변화하는 강수량의 특성을 가지고 있어, 독특한 동식물 종이 서식하는 곳입니다. 사바나는 '동물의 왕국'으로도 불리며, 그 이유는 다양한 육식동물과 초식동물이 공존하기 때문입니다. 사바나에서는 초식동물로서 코끼리, 기린, 여러 종류의 영양(안틸로프), 얼룩말 등이 서식하며, 이들은 풍부한 풀밭을 먹이 삼아 생활합니다. 육식동물로는 사자, 표범, 하이에나, 치타 등이 있는데, 이들은 사바나의 먹이 사슬에서 매우 중요한 역할을 하며, 풍부한 초식동물의 수를 조절하며 그들을 바탕으로 개체수가 유지됩니다. 사바나 지역에서는 농업 또한 활발히 이루어집니다. 주로 재배되는 작물로는 옥수수와 소르고가 있으며, 이들은 건조하고 더운 기후에서도 잘 자랄 수 있는 작물입니다. 또, 목화와 기타 곡물도 일부 지역에서 재배되며, 이는 사바나 지역의 경제에 기여하는 중요한 수출 자원입니다. 사바나에서는 소와 염소 같은 가축도 방목됩니다. 이들 가축은 사바나의 넓은 풀밭에서 자유롭게 풀을 먹으며 방목되는데, 이는 지역 사회의 주요 생계 수단 중 하나입니다. 방목을 통해 가축은 자연스럽게 건강하게 자랄 수 있으며, 이는 고기와 우유 생산에 긍정적인 영향을 미칩니다.