안녕하세요 이주성 전문가입니다.
Q. 극한 지방에서도 살수있는 병균이 있나요
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.극지방 지역에서도 살아남을 수 있는 병균들이 있습니다. 이러한 극한 환경에서 생존하는 미생물들을 '익스트림오파일(extremophiles)'이라고 부릅니다. 극한환경 미생물(極限環境 微生物, 영어: extremophile)은 극한의 환경 조건에서만 증식할 수 있는 미생물들을 총칭입니다. 여기서 정의되는 극한의 환경이란 일반적인 동물, 식물, 미생물의 생활 환경에서 크게 벗어나는 것을 가리킵니다. 사람의 입장에서 극한환경이라고 정의해도, 극한환경 미생물에게는 오히려 사람의 생활 환경이 극한환경일 가능성도 있습니다. 극지방에서 발견되는 일부 병균은 다음과 같습니다:- 페리프로스트 지역에서 발견된 고세균(Archaea) : 고세균은 극한 환경에서 번성하는 데 능숙한 미생물입니다. 이들 중 일부는 인간이나 동물의 건강에 영향을 미칠 수 있는 병원균입니다.- 시베리아에서 발견된 고대 바이러스 : 빙하나 영구동토에서 발견되는 고대 바이러스들은 수천 또는 수백만 년 전에 땅에 묻혀있던 것들입니다. 이들 중 일부는 고생물과 동물에게 전염병을 일으킬 수 있는 것으로 추정되지만, 현재까지 인간에게 위험한 것으로 알려진 바이러스는 없습니다.- 프리온(Prions) : 프리온은 단백질 미생물로, 매우 견고하며 고온과 낮은 온도에서도 생존할 수 있습니다. 프리온은 크로이츠펠트-야콥병(Creutzfeldt-Jakob Disease), 영양성 위축성 사스포릴(Nutritional Amyotrophic Lateral Sclerosis) 등과 같은 신경계 질환을 일으키는 원인이 됩니다.이렇게 극한 환경에서 생존하는 병원균들은 기후 변화와 빙하의 녹아내림에 따라 미래에 인간과 동물의 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 하지만 현재까지 인간 건강에 큰 위협을 가하는 극지방 병균은 발견되지 않았습니다.
Q. 마이크는 어떤 원리로 소리르 크게 해 주나요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.쉽게 설명하면 마이크는 스피커(라우드스피커, Loudspeaker)와 정반대의 역할을 하는 장치입니다. 좀더 정확하게 말하자면 마이크는 ‘소리를 전기적 신호로 바꾸어주는 장치’라고 할 수 있습니다.영국의 과학자 알렉산더 플레밍은 자석의 두 극 사이에 전선을 통과시키면 전기가 발생하고 두 극 사이에 위치해 있는 전선에 전기를 통해주면 전선이 움직인다는 것을 밝혀냈습니다. 이 두 가지 원리가 바로 ‘플레밍의 오른손 법칙’, ‘플레밍의 왼손 법칙’입니다.마이크에는 얇은 떨판에 붙인 아주 가는 원형 코일이 자석의 극 사이에 놓여 있습니다. 소리가 떨판을 진동시키면 코일이 자극 사이를 움직여 전기를 만들어 내고 이를 증폭시켜 스피커로 보냅니다. 스피커는 떨판 대신에 특수재질의 종이(콘)에 붙인 원형 코일이 자석의 극 사이에 놓여 있습니다. 이 코일에 전기신호를 가하면 코일과 콘이 진동하여 소리를 만들어 내는 것입니다. 결국 마이크와 스피커는 떨리는 재질과 흐르는 전기의 크기만 다를 뿐 나머지 장치는 같은 원리로 만들어진 것입니다.따라서 아주 급한 경우에는 음질은 그다지 좋지 않더라도 스피커를 마이크 대신 사용할 수도 있습니다. 그러나 실제로 마이크를 스피커 대신 사용할 경우, 전기용량의 차이로 마이크의 코일이 끊어집니다.
Q. 버스타면 앞뒤 사이 좌석이 높게되서 앉기가 불편한데 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.시내버스의 앞 두좌석은 마치 언덕처럼 높습니다.시내버스의 앞좌석이 높은 이유는 버스의 앞 두바퀴가 크기 때문입니다.앞 두바퀴가 크기 때문에 공간의 문제로 좌석을 설계하려면 높게 둘 수 밖에 없는 거죠.
Q. 라이터에 사용되는 가스는 무엇인지요?
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.부탄가스입니다.부탄가스를 사용하는 이유는 다음과 같습니다.가연성가스이고 발열량이 좋습니다.라이터의 연료로 사용하려면 일단 불이 잘 붙는 가연성 가스여야 합니다. 가연성 가스에는 수소, 아세틸렌, 메탄, 프로탄, 부탄, LPG, LNG 등이 있습니다. 이중 파라핀 계열이 안정적인 물질이어서 일부러 점화원을 가까이 하지 않는다면 쉽게 폭발하거나 불이 붙지 않습니다. 또한 발열량도 프로판 보다 더 월등합니다. 프로판의 발열량이 12,000Kcal/kg인데 반해 부탄의 발열량은 두 배인 24,000Kcal/Kg에 해당합니다.화학적으로 안정된 성질인 파라핀 계열입니다.연소범위가 가장 넓은 아세틸렌은 불을 발생시키는 것은 자신 있지만, 자체적으로 분해하면서 폭발하는 특징이 있어서 위험한 가스에 속합니다. 그래서 함부로 사용할 수 없습니다. 그래서 화학적으로 반응성이 가장 안전하면서도 점화가 잘되는 가스를 선택한 것이 파라핀 계열의 가스입니다.낮은 압력으로 상온에서 액화하기 쉽습니다.파라핀 계열에는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등이 있는데 이 중 부탄을 선택한 이유는 끓는점과 어는점이 높아서 낮은 압력(1kg/㎠)으로도 액화하기 쉽다는 점 때문입니다. 다른 가스는 상온에서 액체로 만들려면 높은 압력으로 액화를 해야 하는데 그러면 용기가 더 튼튼해야 합니다. 용기의 값이 높아지면 라이터의 값도 올라가야 하기 때문에 경제성 원리에서 밀립니다.라이터의 무게를 가볍게 할 수 있습니다.프로판은 우리가 가정용 LPG로 사용하는 것인데 가스가 떨어져 가스집에 한 통 배달시키면 20kg 무게의 통을 굴리면서 배달하는 것을 봤을 것입니다. 무게가 상당한 이유는 그만큼의 액화 압력(7Kg/㎠)을 이겨내야 하기 때문에 철로 만듭니다. 그런데 휴대용 가스레인지에 사용하는 부탄 용기는 가벼운 휴대용 캔으로 만들어집니다. 그만큼 압축 압력이 낮다는 의미입니다. 가스라이터에 부탄을 사용하는 이유도 동일합니다. 라이터의 무게를 휴대가 간편하도록 가볍게 할 수 있기 때문입니다.
Q. 군에서 사용하는 야시경의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.야간투시경 (야시경)에는 일단 크게 2가지 타입이 있는데요.- 광증폭식 : 미세한 빛을 증폭관이란 것을 통해 수십 배로 높이는 것.- 열상감시장비 : 사물이 방출하는 적외선을 감지하는 장비우리가 야간투시경이라 하는 방식은 주로 광증폭식을 말합니다.광증폭식은 말 그대로 물체에 반사되는 빛을 증폭한 것으로, 인공적인 빛이 없는 곳의 밤이라고 해도 달빛, 별빛 등으로 약하지만 희미한 빛이 있습니다. 이것을 증폭한 것이지요. 그렇기에 아예 빛이 없는 곳에서는 소용없습니다.이런 광증폭식 야간투시경은 주로 '녹색'으로 보이는데요.그 이유는 증폭하는 과정에서 형광스크린 소재인 '인' 때문에 녹색으로 보이는 것입니다. 좀 더 설명하면 증폭하는 과정에서 빛을 직접 증폭하는 것이 아닌 전자로 바꿔 증폭한 뒤 형광 스크린을 통해 다시 빛으로 표시하기 때문에 색상 정보를 잃게 됩니다. 그래서 형광스크린의 영향을 받아 녹색으로 표시되는 것이지요.다만 요즘은 개발된 장비들은 컬러로 보인다고 하네요.