안녕하세요? 김석진 전문가입니다.
생물·생명
Q. 도마뱀은 어떻게 표면에 달라붙나요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.도마뱀 등 일부 파충류들이 매끄러운 표면에 잘 붙는 원리는 여러 가지가 있습니다. 이러한 원리는 도마뱀 등이 높은 곳에서 떨어지지 않고 오랫동안 머무를 수 있게 해주는 중요한 생존 전략입니다.그 중 하나는 반력력(Adhesive force)과 접촉면적(Contact area)입니다. 도마뱀 등의 발바닥에는 작은 접착력 분자인 발톱이 있습니다. 이 발톱은 표면과 맞닿은 부분을 최대한 늘려 반력력을 높이고, 표면의 미세한 공극에 끼이게 되면 발톱의 끝부분이 표면에 따라 곡선을 그리며 미세한 공극에 맞게 변형됩니다. 이렇게 되면 발톱과 표면 간의 접촉면적이 증가하게 되고, 이에 따라 접착력이 증가하게 됩니다.또한, 도마뱀 등의 발바닥에는 굳은 굳은 물질인 각질이 있습니다. 이 각질은 표면에 붙어있는 때나 먼지 등을 제거하고, 발바닥이 표면과 밀착되도록 돕습니다.또 다른 원리는 침투력입니다. 일부 도마뱀은 발바닥의 표면에 물방울이 모이지 않도록 수액을 분비합니다. 이러한 수액은 표면과의 침투력을 높이기 위해 표면의 미세한 공극에 스며들어 갈 수 있습니다.이러한 원리들은 도마뱀 등이 매끄러운 표면에 잘 붙는 원리 중 일부입니다. 이러한 원리들은 자연계에서 우수한 부착력을 갖는 신소재나 로봇 등을 개발하는 데에도 적용될 수 있습니다.
전기·전자
Q. 전기차 베터리의 수명은 어느정도인가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.전기차의 배터리 수명은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 전기차 배터리는 8년에서 10년 정도의 수명을 가지며, 이는 주행 거리와 사용 환경에 따라 다릅니다.충전 주기, 주행 거리, 충전 방식, 사용 온도, 주행 패턴 등의 요인이 배터리 수명에 영향을 미칩니다. 일반적으로 말하자면 전기차 배터리는 1회 충전으로 약 300km 정도 주행 가능하며, 배터리의 수명은 대략 1,000회에서 2,000회 정도의 충전 횟수에 해당합니다.하지만 최근에는 배터리 수명을 연장하기 위한 기술적인 발전이 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 높은 효율의 충전기나 충전 과정에서 배터리를 보호하는 기술 등이 개발되고 있습니다. 또한, 충전 방식이나 배터리 관리 방법에 따라 배터리 수명을 연장할 수도 있습니다. 따라서 전기차 배터리 수명은 더욱 개선될 가능성이 있습니다.
화학
Q. 비타민 D는 햇빛을 봐야 생긴다고 하던데요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.비타민 D는 피부에서 자외선(UV-B)을 받아 합성되는데, 이 과정에서 피부 내에서 프리비타민 D3가 생성되고 간이나 콩팥에서 활성 비타민 D로 전환됩니다. 따라서 햇빛을 받지 않는 경우에는 식이 보충제나 비타민 D 약제 등으로 섭취해야 합니다.비타민 D 약제는 일반적으로 비타민 D2와 D3 형태로 제공됩니다. 이 약제들은 비타민 D 결핍증이나 골다공증, 건강한 뼈와 치아의 형성 및 유지 등을 위해 사용됩니다. 따라서 비타민 D 약제를 복용하는 것은 일정 부분 비타민 D 결핍을 보완하는 데 도움이 됩니다.
토목공학
Q. 야외 수영장에 물을 받아놓으면 푸른 빛깔이 나는 이유가 왜 그런 건가요
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.수영장에서 물이 푸른 빛깔을 띠는 것은 빛의 산란에 의한 현상입니다. 일반적으로 흰색 페인트를 칠한 수영장은 햇빛이 빛나게 되면 흰색 페인트가 햇빛을 반사하여 눈에 흰색으로 보입니다. 그러나 물에 들어가면 물 분자에 의해 햇빛이 산란되어 푸른 빛깔이 나타나게 됩니다. 이러한 현상을 '푸른 빛 산란(Blue light scattering)'이라고 합니다.또한, 수영장에서 사용되는 청색 가리비 스틱(Cobalt blue stick)도 물의 색을 파랗게 만드는데 기여합니다. 청색 가리비 스틱은 수영장에서 사용하는 화학제품으로 수영장의 물을 청록색으로 만들어 주는 역할을 합니다. 이것이 물의 색을 더욱 파랗게 만드는 요인 중 하나입니다.
화학공학
Q. 영양제에 들어가는 비타민은 어떻게 추출하나요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.종합 비타민제는 일반적으로 식품 및 제약 회사에서 제조됩니다. 비타민, 미네랄, 핵산 등 다양한 영양소를 추출하거나 합성하여 필요한 비율로 섞은 다음 캡슐이나 알약 등으로 만들어집니다.예를 들어 비타민 C는 대부분 식물에서 추출됩니다. 규모가 큰 제조 업체들은 자사의 농장에서 식물을 재배하고, 추출 공정을 거쳐 비타민 C를 얻습니다. 비타민 A와 D는 어린이의 뼈 성장에 필요한 비타민으로, 일반적으로 고기나 어패류, 우유 등 동물성 식품에서 추출됩니다.필요한 영양소를 추출하는 것 외에도, 비타민제는 안정성을 높이기 위해 다양한 첨가제를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 산화 방지제를 추가하여 영양소가 분해되는 것을 방지하거나, 코팅제를 사용하여 입안에서 삼키기 쉽도록 만들기도 합니다.