Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 전기차 배터리 LFP 와 NCM 배터리의 차이점을 알고싶습니다.
안녕하세요. 전지차 배터리 기술 분야에서 LFP(리튬 철 인산염, Lithium Iron Phosphate) 배터리와 NCM(니켈 코발트 망간, Nickel Cobalt Manganese) 배터리는 각각 독특한 특성과 장단점을 지니고 있습니다. 이 두 종류의 배터리는 서로 다른 화학적 조성을 바탕으로 전기차의 성능과 사용 목적에 적합하도록 설계되었습니다. LFP 배터리는 리튬, 철, 인산염을 주요 성분으로 하여 구성되며, 특히 높은 안전성과 긴 수명을 자랑합니다. 이 배터리의 열적 안정성이 뛰어나 폭발이나 화재의 위험이 낮은 편이어서 안전 중심의 전기차용 배터리로 각광받고 있습니다. 또한, 철은 코발트에 비해 상대적으로 저렴하기 때문에 비용 효율적인 생산이 가능합니다. 하지만, LFP 배터리는 에너지 밀도가 상대적으로 낮아 같은 무게의 NCM 배터리에 비해 적은 양의 에너지를 저장할 수 있다는 단점이 있습니다. 반면, NCM 배터리는 니켈, 코발트, 망간을 포함하고 있으며, 이 조합은 높은 에너지 밀도와 우수한 출력 성능을 제공합니다. 따라서 NCM 배터리는 주행 거리가 긴 전기차에 주로 사용되며, 빠른 충전능력과 높은 효율성을 자랑합니다. 그러나 코발트와 니켈은 비용이 높고, 채굴 과장에서 환경적, 윤리적 문제가 발생할 수 있어, 이는 배터리의 비용과 지속 가능성 측면에서 단점으로 작용합니다. 또한 NCM 배터리는 LFP 배터리에 비해 열적 안정성이 낮아 과열 시 화재나 폭발의 위험이 더 높습니다.
Q. 식물의 광기호성과 중력기호성에 대해 설명해주세요
안녕하세요. 식물의 광기호성(光嗜性, phototropism)과 중력기호성(重力嗜性, gravitropism)은 각각 빛과 중력에 대한 반응으로서, 식물의 성장 방향을 결정짓는 중요한 생리적 메커니즘입니다. 이들은 옥신(auxin)이라는 식물 호르몬의 불균등한 분포를 통해 조절됩니다. 옥신은 식물 세포의 성장을 촉진하는 호르몬으로, 식물이 환경적 요인에 효과적으로 반응할 수 있도록 돕습니다. 광기호성은 식물이 빛의 방향으로 성장하게 하는 현상으로, 빛에 의해 옥신의 분포가 식물의 어두운 쪽으로 이동하게 되며, 이로 인해 빛이 적은 쪽의 세포들이 더 활발히 성장하게 됩니다. 이는 식물이 광합성을 최적화하기 위해 가능한 많은 빛을 흡수하도록 하는 전략적 조절 과정입니다. 반면, 중력 기호성은 식물의 뿌리가 중력을 감지하고 지구 중력 방향으로 성장하게 하는 메커니즘을 말하며, 식물의 줄기가 중력을 반대 방향으로 성장하도록 유도합니다. 이는 뿌리가 물과 영양분을 효율적으로 흡수할 수 있는 지하로 자라나게 하고, 줄기가 공중으로 성장하여 광합성을 수행하게 합니다.
Q. 돼지는 하늘을 볼 수 없다는 말은 어떤 논리인가요?
안녕하세요. '돼지가 하늘을 볼 수 없다'는 말은 돼지의 해부학적 구조와 관련된 일종의 과장된 표현입니다. 실제로, 돼지의 목 구조와 두개골 형태는 다른 많은 동물들과 비교했을때 특이한 측면이 있습니다. 돼지의 경추(목뼈)는 상대적으로 제한된 움직임을 가지며, 특히 머리를 뒤로 젖혀 하늘을 바라보는데 어려움이 있습니다. 이는 뒤통수 부분의 후두관절 융기와 경추가 맞닿는 구조 때문에 목의 유연성이 제한되기 때문입니다. 하지만 이것이 돼지가 전혀 하늘을 볼 수 없다는 것을 의미하지는 않습니다. 돼지도 머리를 적당히 기울이거나 몸의 위치를 조정함으로써 상방을 바라볼 수는 있습니다. 또한, 눈의 위치와 구조는 돼지가 주변 환경을 충분히 인지할 수 있게 해 줍니다. 눈알을 굴리는 능력은 인간만큼 유연하지 않을 수 있지만, 돼지도 눈을 움직여 다양한 방향을 볼 수 있습니다. 먹이나 주인 등을 인식하는 능력과 관련하여, 돼지는 눈높이보다 위에 있는 대상도 인지할 수 있습니다. 돼지는 주변 환경에 대한 인지 능력이 뛰어나며, 냄새와 소리를 통해서도 많은 정보를 얻습니다.
Q. 우리가 식물이 꽃을 피워야 번식을 한다고 하는데 선인장은 왜 다른가요?
안녕하세요. 선인장도 다른 식물과 마찬가지로 번식을 위해 꽃을 피우고 씨앗을 만드는 과정을 거칩니다. 그러나 선인장의 경우, 꽃이 피는 시기와 빈도가 다른 식물에 비해 특이한 점이 있습니다. 선인장은 주로 극한의 환경, 특히 건조하고 더운 사막 지역에 서식하기 때문에 물과 자원을 효율적으로 사용하는 여러 가지 독특한 생존 전략을 발달시켰습니다. 선인장의 꽃은 일반적으로 일년에 몇 번, 때로는 몇 년에 한 번만 피는 경우도 있습니다. 이는 그들의 생태적 특성과 환경적 조건에 따른 것으로, 비가 오는 시기나 특정 계절에 맞추어 짧은 기간 동안 집중적으로 꽃을 피웁니다. 이렇게 꽃이 짧은 시간 동안만 피고 지는 것은 물리적 자원을 최대한 보존하기 위한 전략입니다. 또한 선인장은 꽃이 피지 않는 시기에도 다른 방식으로 번식할 수 있습니다. 예를 들어, 몇몇 선인장은 줄기의 일부가 땅에 닿으면 그 부분에서 뿌리를 내리고 새로운 개체를 형성하는 식물체 조각(vegetative propagation)에 의해 번식합니다. 이는 씨앗을 통한 번식 외에도 선인장이 자신의 종을 확장할 수 있는 효과적인 방법입니다.
Q. 개나 고양이는 과거의 조상이 같은가요?
안녕하세요. 개와 고양이는 각각 개과(Canidae)와 고양잇과(Felidae)에 속하는 동물로, 이 두 과는 서로 다른 진화의 길을 걸어온 것으로 알려져 있습니다. 두 과는 모두 포식자로서 육식 동물이라는 공통점을 가지고 있지만, 그들의 조상은 상당히 다릅니다. 개의 조상은 약 4천만 년 전에 최초의 개과 동물이 등장했습니다. 현대의 개는 약 2만 년 전에 늑대로부터 국내화되기 시작했으며, 그 과정에서 다양한 품종이 발생하였습니다. 반면, 고양이는 약 1천만 년 전에 최초의 고양잇과 동물이 나타났으며, 약 9천 년 전에 아프리카 야생고양이(Felis silvestris lybica)가 국내화되어 현대의 집고양이의 조상이 되었습니다. 이 두 종류의 동물은 서로 다른 과에 속하기 때문에, 공통 조상을 찾으려면 더 오래 전, 즉 약 5천만 년 이상 전으로 거슬러 올라가야 합니다. 그 시기에는 미아시디아(Miacidae)라는 멸종된 포유류 그룹에서 개과와 고양잇과를 포함한 모든 육식 동물의 조상이 분화하기 시작했습니다. 따라서 개와 고양이의 조상은 매우 오랜 시간 전에 공통 조상을 가졌으나, 이후 수천만 년에 걸쳐 서로 다른 진화적 경로를 걸어왔습니다.