안녕하세요? 김석진 전문가입니다.
전기·전자
Q. 형상기억합금은 어떤 원리로 만들어진 건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.형상기억합금은 일반적으로 높은 탄성과 인성을 가진 합금으로, 일정 온도 이하에서 냉각하면 고체상태에서 정해진 형상으로 기억하고, 다시 데우면 정해진 형상으로 돌아가는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 합금의 구조와 원자간의 상호작용과 관련이 있습니다.형상기억합금의 구조는 일반적으로 중심에는 주 원소로 이루어진 크기가 작은 입자가 있고, 주 원소 주변에는 비주 원소가 있는 형태로 되어 있습니다. 이러한 입자와 비주 원소의 조합으로 합금의 기계적 성질이 결정됩니다. 냉각 시, 이 구조에서 크기가 작은 입자가 주 원소 주변으로 이동하여 구조의 형상이 변화하게 됩니다. 이후 다시 데우면, 구조가 처음 형태로 돌아가게 됩니다.이러한 형상기억합금은 실생활에서 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들면, 치과용 기기, 안경테, 스프링 등의 제조에 사용될 수 있습니다. 또한, 활주로 및 다리의 스프링과 같은 인프라 구조물에서도 사용될 수 있습니다. 이러한 제품들은 형상기억합금의 고유한 특성을 이용하여 부품이 변형되어도 원래의 형상으로 자연스럽게 돌아갈 수 있어서, 제품의 수명을 연장하고 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다.
화학공학
Q. 유성매직이 지워지지 않는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.수성매직과 유성매직은 그 구성 성분이 다릅니다. 일반적으로 수성매직은 물과 알코올 등의 용액을 기반으로 만들어지는 반면, 유성매직은 기름, 실리콘 오일 등의 유성성 물질을 기반으로 만들어집니다.유성매직은 용액이 아닌 유체이기 때문에 일반적인 방법으로는 지우기가 어렵습니다. 유성매직이 물방울 모양을 이루는 이유는, 유성성 물질이 바람이나 터치 등의 자극으로 모여들어 볼록한 모양을 만들기 때문입니다. 이 모양은 용액과는 다르게 표면장력 때문에 유지됩니다.따라서 유성매직을 지우기 위해서는 일반적인 방법으로는 어려울 수 있습니다. 그러나 유성매직 전용 클리너나 알코올 등의 특수용액을 사용하거나, 시간이 지나면 자연스럽게 증발되는 것을 기다리는 방법 등을 사용하여 지울 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 달에도 지각변동이 존재하는지 궁금해요.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.지각변동(Precession)은 지구의 자전축의 방향이 천문학적으로 변하는 현상을 말합니다. 이는 지구의 자전축이 일정한 각도로 비스듬하게 기울어져 있기 때문에 발생합니다.반면에, 달의 경우에는 지각변동이라는 현상이 발생하지 않습니다. 이는 달이 자전하는 속도와 공전하는 속도가 서로 비슷하기 때문입니다. 즉, 달의 자전축이 지구와 대부분의 각도를 이루는 것이 아니라 거의 수직에 가까운 각도를 이루기 때문에 지각변동이 발생하지 않습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구상의 모든 물이 증발 기화해서 하늘로 올라가면요
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.네, 비구름은 대기 중의 수증기가 응축되어 만들어지는 것입니다. 대기 중의 수증기는 일정한 온도와 압력에서 포화 상태에 이르면 응축됩니다. 이 때, 수증기 분자가 응축할 수 있는 핵이 필요한데, 이 핵이 되는 것은 대기 중에 떠다니는 먼지, 염사, 광학적 현상 등이 있습니다. 이 핵에 대기 중의 수증기가 응축되어 물방울이 형성되면, 이 물방울이 더 많은 수증기 분자를 끌어들여 성장하게 되고, 그 결과 각기 다른 모양과 크기의 구름이 형성됩니다. 이렇게 형성된 구름이 충분히 크고 무거워지면, 비가 내리게 됩니다.
토목공학
Q. 동물은 모래나 흙을 먹어도 문제가 없나요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.동물이 땅에 떨어진 먹이를 먹을 때, 때때로 먹이에 모래나 흙 등이 묻어있을 수 있습니다. 그러나 대부분의 동물들은 먹이를 먹기 전에 그것을 흔들거나, 문지르거나, 물에 씻어서 모래나 흙 등의 불순물을 제거합니다. 이것은 생존에 필요한 영양소를 얻기 위해서이며, 모래나 흙 등의 불순물을 먹는 것은 소화기관에 문제를 일으킬 수 있기 때문입니다. 따라서 대부분의 동물들은 가능한 한 먹이에서 불순물을 제거하려고 노력합니다. 그러나 예를 들어 참새와 같이 작은 새들은 모래나 작은 돌 같은 불순물을 먹어 식이를 돕는 경우도 있습니다.