Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 왜 브로민만 실온에서 액체 상태인가요?
안녕하세요. 비금속 원소 중에서 브로민이 유일하게 실온에서 액체 상태인 이유는 그의 분자 구조와 원자 간의 상호작용 특성 때문입니다. 브로민(Br₂)은 할로겐 원소군에 속하는데, 이 그룹의 다른 원소들(ex : 염소, 요오드)과 비교할 때 브로민만이 실온에서 액체 상태를 띠는 독특한 특성을 보입니다. 브로민 분자는 두 개의 브로민 원자가 공유 결합으로 이루어진 이원자 분자입니다. 이러한 구조는 브로민이 다른 비금속 원소들과 비교했을 때 상대적으로 높은 분자량을 갖게 하며, 이는 더 강한 런던 분산력(London dispersion forces)을 발생시킵니다. 러던 분산력은 일시적인 전자 분포의 불균형에 의해 발생하는 원자 혹은 분자 간의 인력입니다. 브로민의 녹는점은 약 -7.2°C, 끓는점은 약 58.8°C로, 이는 실온에서 브로민이 액체 상태로 존재할 수 있음을 의미합니다. 브로민의 상대적으로 높은 분자량과 강한 런던 분산력은 이러한 비교적 낮은 끓는점과 녹는점을 가능하게 합니다. 예를 들어, 염소는 브로민보다 분자량이 낮고 덜 극성이기 때문에 끊는점과 녹는점이 낮습니다(염소의 끓는점은 약 -34°C). 이 때문에 염소는 실온에서 기체 상태로 존재합니다. 반면, 요오드는 브로민보다 분자량이 더 높지만, 고체 상태로 존재합니다. 이는 요오드의 분자량이 훨씬 더 높기 때문에 그에 따른 녹는점도 더 높기 때문입니다(요오드의 녹는점은 약 113.7°C).
Q. 식품첨가물 차아염소산나트륨에대해서질문드립니다
안녕하세요. 차아염소산나트륨(NaClO), 일반적으로 락스의 주요 성분으로 알려져 있으며, 락스에 포함된 '치아염소산나트륨'과 같은 화학물질을 지칭합니다. 차아염소산나트륨은 표백제와 살균제로서의 역학을 수행하며, 식품 가공에서 소독제로 사용될 때는 식품 첨가물로 분류됩니다. 차아염소산나트륨은 수용액에서 차아염소산(HOCl)과 나트륨 이온(Na⁺)으로 분해됩니다. 차아염소산은 강력한 산화제로서 미생물의 세포벽을 파괴하고 세포 내 효소 시스템을 불활성화시켜 살균 효과를 발휘합니다. 이러한 성질 때문에 차아염소산나트륨은 물 처리, 표면 소독, 식품 안전 관리 등에서 광범위하게 사용됩니다. 식품 산업에서 차아염소산나트륨의 사용은 식품을 오염으로부터 보호하고, 식중독을 예방하는데 중요한 역할을 합니다. 특히, 과일과 채소의 세척 과정에서 미생물 감소를 목적으로 활용되어, 식품 가공 공정에서 사용되는 기구와 표면의 살균에도 사용됩니다. 안전성 측면에서, 차아염소산나트륨은 적절하게 희석되고 관리될 경우 일반적으로 안전하다고 여겨집니다. 그러나 고농도의 차아염소산나트륨은 부식성이 있으며 피부와 눈에 자극을 줄 수 있습니다. 따라서 사용 시에는 안전 지침을 철저히 준수하고, 적절한 보호 장비를 착용하는 것이 필요합니다.
Q. 개구리의 배쪽을 문지르면 자는 듯이 기절한 상태인 이유는?
안녕하세요. 개구리가 배를 문지르면 일종의 기절 상태나 마비 상태로 보이는 현상은 과학적으로 '토닉 이모빌리티' 또는 '사지 뻗침 반응'이라고 불리며, 개구리뿐만 아니라 다양한 동물에서 나타날 수 있는 방어 과정 중 하나입니다. 이 상태는 동물이 위험을 감지하거나 심리적 스트레스를 받앗을 때 나타나며, 천적으로부터 보호받기 위한 수단으로 해석됩니다. 토닉 이모빌리티는 개구리가 극도의 스트레스나 위협을 느꼈을 때 나타나는 반응으로, 신체가 일시적으로 움직임을 멈추는 현상입니다. 이는 최면과는 다르며, 최면이란 인간이나 다른 고등 동물이 특정 심리적 상태에 도달했을 때 나타나는 것으로, 개구리의 경우 이와는 구별됩니다. 토닉 이모빌리티의 생물학적 기능은 주로 위협으로부터의 보호입니다. 많은 포식자들은 움직이는 먹이에 반응하여 사냥을 하기 때문에, 개구리가 움직임을 멈춤으로써 "죽은 척"하는 것은 포식자에게 관심을 받지 않기 위한 전략일 수 있습니다. 또한, 이 상태는 개구리가 스트레스를 받았을 때 나타나는 일종의 과부하 보호 반응으로도 볼 수 있습니다.
Q. 사람은 지문으로 신분증명을 하는데, 동물에는 사람과 거의 같은 지문이 없나요?
안녕하세요. 사람의 지문은 매우 독특하고 개인별로 구별되는 무늬를 가지고 있어 신분 확인에 활용됩니다. 이러한 지문은 인간의 손가락 끝과 발가락 끝에 있는 피부의 미세한 홈과 봉우리가 형성된 패턴으로 구성되어 있으며, 이는 개인별로 다른 유형을 가집니다. 사람 외의 다른 동물, 특히 영장류에도 비슷한 지문이 존재하나, 대부분의 다른 동물들에게는 지문이라고 부를 수 있는 구조가 존재하지 않습니다. 영장류 중 일부는 사람과 비슷한 지문을 가지고 있습니다. 예를 들어, 침팬지와 고릴라와 같은 유인원은 손가락과 발가락 끝에 사람과 유사한 무늬가 있습니다. 이러한 지문은 그들이 나무를 타고 이동하거나 미끄러운 표면을 잡을 때 미끄러지지 않도록 도와주는 기능을 합니다. 그러나 이들의 지문은 패턴이 사람만큼 복잡하거나 섬세하지 않을 수 있습니다. 대부분의 다른 동물은 사람처럼 뚜렷한 지문을 가지고 있지 않습니다. 그러나 일부 동물은 특정한 피부 패턴이나 무늬를 가지고 있어, 이를 통해 개체를 식별할 수 있습니다. 예를 들어, 호랑이나 얼룩말의 줄무늬, 기린의 무늬 등은 각 개체마다 독특하며, 이를 통해 개체 식별이 가능합니다. 실제로 대부분의 동물이 지문과 같은 구체적인 패턴을 가지고 있지는 않지만, 많은 동물들이 접촉력을 향상시키기 위한 다른 생물학적 구조를 가지고 있습니다. 예를 들어, 고양이의 발바닥에는 부드러운 패드가 있어 미끄러운 표면에서의 안정성을 제공하고, 많은 파충류는 벽이나 천장을 오를 수 있도록 발바닥에 특수 구조를 가지고 있습니다.
Q. 아르마 딜로의 비늘장갑은 방탄이 정말 되나?
안녕하세요. 아르마딜로의 비늘장갑이 총알을 튕겨내는 것에 대한 이야기는 실제로 몇몇 보고된 사례가 있습니다. 그러나 이는 특정 조건 하에서 일어난 드문 케이스 입니다. 아르마딜로의 갑옷은 주로 강력한 천연 섬유인 케라틴으로 구성된 겹겹의 판으로 이루어져 있으며, 이것은 어느 정도 물리적 보호 기능을 제공합니다. 그러나 이것이 현대의 총알, 특히 고속으로 발사되는 고위력 총알을 완전히 방어할 수 있다고 보기는 어렵습니다. 보고된 바에 따르면, 아르마딜로의 갑옷은 낮은 속도의 작은 구경 총알을 튕겨낼 수 있는 경우가 있었다고 합니다. 작은 총알이나 샷건의 샷이 아르마딜로의 갑옷에 맞고 튕겨나간 경우가 실제로 있습니다. 하지만 이는 총알의 종류, 발사 거리, 각도 등 많은 요인에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 아르마딜로의 갑옷이 모든 종류의 총알을 방어할 수 있다고 보장할 수는 없습니다. 천산갑의 경우도 비슷합니다. 천산갑의 비늘도 케라틴으로 만들어져 있고, 이 비늘은 일정한 보호 기능을 제공할 수 있습니다. 그러나 천산갑의 비늘도 마찬가지로 고속 총알에 의한 피해로부터 완벽하게 보호해주지는 못합니다. 천산갑의 비늘은 주로 포식자로부터 자신을 방어하기 위한 것으로, 현대 무기에 대응하기 위해 진화한 것은 아닙니다.