Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 스테인리스 냄비 안에 왜 홀로그램같은 얼룩이 잘 생기게 되는건가요 ?
안녕하세요. 스테인리스 냄비 내부에서 관찰되는 홀로그램 같은 얼룩 현상은 주로 냄비 사용 중 발생하는 열에 의한 산화 반응(oxidation reaction)과 물 내 미네랄 이온(mineral ions)의 침착으로 인해 발생합니다. 이 현상은 스테인리스강의 표면에 산화철(iron oxide)이 형성되어 빛의 파장(wavelength)에 따라 다르게 반사되어 보이는 결과를 초래합니다. 이는 일종의 간섭 현상(interference phenomenon)으로, 얇은 필름처럼 형성된 산화층에서 빛이 반사되고 굴절될 때 다양한 색으로 나타나는 것입니다. 얼룩 제거를 위해서는 몇 가지 방법이 있습니다. 먼저, 식초(vinegar)와 물을 혼합하여 냄비에 담고 가열하는 방법입니다. 식초는 아세트산(acetic acid)을 함유하고 있어 산화층을 효과적으로 용해시킬 수 있습니다. 다른 방법으로는 베이킹 소다(baking soda)를 물과 혼합하여 반죽 상태로 만든 후, 냄비 내부에 문질러 사용하는 방법도 있습니다. 베이킹 소다는 약알칼리성(mildly alkaline) 물질로서, 냄비 표면의 미네랄 침착물을 중화시키는 데 도움을 줍니다. 또한, 전문적인 스테인리스 클리너(stainless steel cleaner)를 사용하는 방법도 있습니다. 이러한 클리너는 특히 스테인리스강을 위해 고안되어 있으며, 표면을 손상시키지 않으면서도 효과적으로 얼룩을 제거할 수 있습니다. 이러한 관리 방법을 통해 스테인리스 냄비의 수명을 연장시키고, 언제나 새것처럼 깨끗하게 유지할 수 있습니다. 이는 냄비를 경제적이고 효율적으로 사용하는 데 기여하며, 요리의 질을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 혈액이 투명한 생물도 존재하는지 궁금합니다
안녕하세요. 혈액이 투명한 생물은 실제로 존재합니다. 대표적인 예로는 얼음물고기(Icefish)가 있습니다. 이 물고기는 남극해에 서식하며, 특히 눈에 띄는 것은 그들의 혈액이 투명하다는 점입니다. 얼음물고기의 투명한 혈액은 적혈구가 없기 때문에 발생합니다. 대부분의 척추동물은 산소를 운반하는 데 적혈구와 헤모글로빈(Hemoglobin)을 사용하지만, 얼음물고기는 이러한 적혈구를 전혀 가지고 있지 않습니다. 대신, 이들은 매우 낮은 온도와 높은 산소 용해도를 가진 남극 해수에서 살아가기에 적합하게 진화했습니다. 이 환경에서는 혈액에서 산소를 운반하는 데 필요한 헤모글로빈의 농도가 낮아도 충분히 산소를 효율적으로 운반할 수 있습니다. 얼음물고기의 혈액은 플라즈마로 구성되어 있으며, 산소는 이 플라즈마에 직접 용해되어 있습니다. 이러한 독특한 적응은 극한 환경에서 생존할 수 있도록 해 주며, 과학자들에게는 진화와 생리학에 대한 중요한 연구 주제를 제공합니다.
생물·생명
Q. 바다 생물의 비린내는 어디서 비롯되는 건지 궁금합니다
안녕하세요. 해양생물이 발산하는 특유의 비린내는 주로 생화학적 분해 과정에서 기인하는 여러 화학물질들에 의해 형성됩니다. 이 과정은 특히 트리메틸아민(Trimethylamine ; TMA)이라는 화합물과 밀접한 관련이 있습니다. 트리메틸아민은 생선 및 기타 해양 생물이 사후 분해되는 과정에서 생성되는 주요 물질로, 이들 생물의 조직에 포함된 트리메틸아민 산화물(Trimethylamine N-oxide ; TMAO)이 박테리아의 작용을 통해 트리메틸아민으로 환원되면서 발생합니다. 생물학적 분해 과정에서 TMAO는 환원 반응을 통해 TMA로 전환되며, 이 과정은 특정 유형의 박테리아에 의해 촉진됩니다. 이 화학물질은 강한 암모니아 비슷한 냄새를 가지고 있으며, 공기 중으로 방출될 때 해양생물에서 느껴지는 특징적인 비린내의 원인이 됩니다. 비린내는 또한 생태학적으로 중요한 신호 역할을 할 수 있습니다. 예컨데, 특정 포식자들은 이 냄새를 통해 사망한 생물을 찾아내어 먹이로 활용할 수 있습니다. 또한, 이러한 냄새는 해양 생물의 건강 상태를 간접적으로 알려주는 지표로서도 기능할 수 있습니다. TMA의 생성과정은 체내의 생화학적 경로와 박테리아의 대사 활동에 의존적입니다. 이는 해양 생물이 죽은 후, 내부적으로 존재하는 미생물에 의해 복잡한 생화학적 변환이 일어나며, 이 과정에서 다양한 저분자 화합물이 생성되어 비린내가 나게 됩니다.
생물·생명
Q. 사람은 왜 다른 동물들과는 다르게 일부 부분에만 털이 자라는지 궁금합니다.
안녕하세요.대부분의 포유류가 전신에 털을 가지고 있는 것과 대조적으로, 인간은 생존과 번식에 필수적인 부위에만 털이 집중적으로 남아있습니다.인간의 조상들이 아프리카의 뜨거운 기후에 적응하면서, 털이 적은 몸은 열을 효율적으로 방출하고 체온을 조절하는 데 유리하게 작용했습니다. 이러한 환경에서 털이 많으면 체온 조절에 방해가 되고, 과도한 열을 발산하지 못해 생명을 위협할 수 있습니다. 따라서, 털의 감소는 생존에 유리한 진화적 변화로 해석됩니다.또한, 특정 부위에 털이 남아 있는 것은 다양한 기능을 수행합니다. 예컨데, 머리카락은 자외선으로부터 두피를 보호하고, 겨드랑이 털은 땀 분비구를 통한 냄새 분비에 역할을 하며, 이는 성 선택의 맥락에서도 중요할 수 있습니다. 성인이 되면서 성 호르몬의 영향을 받아 이러한 부위의 털이 더욱 두드러지게 자라는 것도 생식적 측면에서의 신호로 해석될 수 있습니다. 인간의 털 분포는 생태학적, 생물학적 요인에 의해 형성된 결과로, 생존과 번식에 필요한 최소한의 털을 유지하면서 환경에 적응하는 과정에서 나타난 특성입니다. 이러한 변화는 인간이 다른 포유류와 구별되는 중요한 진화적 특징 중 하나로, 우리 종의 생물학적 역사와 깊은 연관이 있습니다.
화학
Q. 최근 암흑산소란 주제가 이슈가 되는데 정확한 원리가 궁금해요
안녕하세요. 암흑산소 현상은 깊은 해양의 일부 지역에서 발견되는 독특한 화학적 과정에 기인하며, 이 현상은 광합성이 불가능한 깊이에서 산소가 생성되는 과정을 포함합니다. 중심에는 망가니즈(Manganese, Mn)와 같은 금속이 있는데, 이 금속들이 물(H₂O)을 전기분해하는 과정에서 산소(O₂)를 생성하는 것으로 알려져 있습니다. 이 과정은 복잡한 산화환원 반응(Redox Reaction)에 의존하며, 산화환원 반응은 전자의 이동을 통해 화학적 변화가 일어나는 반응을 지칭합니다. 망가니즈와 같은 금속이 산화 상태에서 전자를 잃고, 이 전자가 물 분자에 전달될 때 물은 환원되어 산소와 수소로 분해됩니다. 이때 망가니즈는 Mn²⁺에서 Mn⁴⁺로 산화되며, 이 과정에서 전자를 방출합니다. 전자는 물 분자에 전달되어 물 분자는 산소(O₂)와 수소 이온(H⁺)으로 분해됩니다. 이러한 반응은 일반적으로 높은 에너지를 요구하지만, 망가니즈와 같은 금속이 촉매 역할을 하여 반응이 저온에서도 일어날 수 있도록 돕습니다. 촉매(catalyst)는 반응을 가속화하거나 가능하게 만드는 물질로, 반응 자체는 소모되지 않습니다. 이 산소의 생성은 심해 환경에서의 생물 다양성과 생태계의 유지에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 빛이 도달하지 않는 환경에서 산소의 자연적 생성은 하부 생태계에 산소를 공급하여 생물들이 살아남을 수 있는 조건을 제공합니다. 이러한 과정은 해양학, 화학, 그리고 생태학적 관점에서 연구의 중요한 대상이며, 심해 환경의 이해를 넓히는 데 기여할 수 있습니다. 추가적으로, 이러한 메커니즘의 자세한 연구는 지구상의 극한 환경에서 생명이 어떻게 존재할 수 있는지에 대한 이해를 높이는 데도 도움이 됩니다.