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무설탕 음료 제조에 쓰이는 사카린은 당도가 설탕의 300배나 되는데 최근 사카린의 연구결과 "항생제 내성을 없앨 수 있다"는 새로운 연구결과가 나왔다. 인공 감미료 사카린 성분이 약물내성 박테리아를 죽이고 기존 항생제 효과를 더 높여준다는 연구결과를 밝혔다. 특히 우리나라는 항생제 남용으로 항생제 내성에 대한 문제가 심각하다. 그런데 사카린이 여러 종류의 항생제에 내성을 지닌 세계에서 가장 위험한 병원균인 '다제 내성 박테리아'를 사멸시킬 수 있다? 인공 감미료 ‘사카린’ – 단맛 너머의 항균 가능성사카린(saccharin)은 19세기말에 처음 합성된 인공 감미료다. 사카린의 분자식 : C7H5O3NS(분자량 183.18) 설탕보다 수백 배 단맛을 내면서도 칼로리가 거의 없어, 당뇨 환자나 체중 ..

황산(H₂SO₄)은 굉장히 강력한 산이다. 물에 잘 녹고, 강한 산성을 띠며, 탈수 작용, 산화 작용, 그리고 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 성질이 있다. 우리가 흔히 실험실에서 보는 ‘진한 황산’의 색깔은 무색 또는 약간 노란색을 띠며 성질은 가히 ‘화학의 지옥’이라고 말할 수 있다. 1. 철을 황산에 넣으면 무슨 일이 일어날까? ▶ 반응식: ▶ 쉽게 설명하면? 철(Fe)은 금속이고, 황산은 강한 산이다. 두 물질이 만나면 철이 녹아들면서 수소 기체(H₂)를 발생시킨다. 눈앞에서는 기포가 보글보글 올라오고, 철은 점점 녹아 사라진다. 이때 발생한 기체는 라이터를 대면 "퐁!" 하고 타는 수소다. ▶ 왜 이런 반응이 일어날까? 황산 속의 수소 이온(H⁺)이 철에게 전자(전자 하나)를 받아가고,..

2023년 미국은 분말 형태로 장기간 보관이 가능한 건조 인공혈액을 개발했다. 같은 해에 한국은 유도만능줄기세포(iPSC) 기반 인공혈액 기술 개발에 본격 착수했다. ※ 유도만능줄기세포란? 배아줄기세포처럼 어떤 세포로든 분화할 수 있도록 되돌린 세포를 말한다. 일본의 나라현립의대 연구진은 헌혈로 모은 폐기 직전의 혈액에서 헤모글로빈만 추출하여 인공 막으로 감싸 캡슐화에 성공했다. 결과물은 보랏빛을 띠는 '인공혈액'이 탄생했다. 인공혈액은 산소와 결합하면 붉은 피가 된다. 적혈구를 제거했기 때문에 혈액형 항원이 존재하지 않는다.A형, B형, O형, AB형, Rh 식 혈액형이 필요 없기 때문에 누구나, 어디서든 수혈이 가능하다. 기존 혈액은 4주 동안 보관 가능하지만 인공혈액은 실온에서 2년, ..

"백금과 화이트골드는 똑같은 흰색 금속 아니야?" 하고 생각하기 쉽다.하지만 둘은 이름만 비슷할 뿐, 본질이 완전히 다른 금속이다.1. 백금(Platinum, Pt) 백금은 자연에서 채굴되는 원소다. 주기율표 원소번호 78번에 해당하며, Pt라고 표기한다. 흰빛이 도는 은색을 띠며, 채굴량이 매우 적어 귀한 금속이다. 백금의 주요 특징은 다음과 같다. - 구성: 일반적으로 90~95%가 백금이며, 나머지는 루테늄, 이리듐 같은 금속을 소량 첨가한다. - 색상: 본래부터 은백색이다. 도금이 필요 없다. - 무게: 같은 부피 기준으로 금보다 무겁다. - 강도: 매우 단단하고 변형이 잘 일어나지 않는다. - 내구성: 오랜 시간이 지나도 변색이나 부식이 거의 없다. - 가격: 매우 비싸다. - 알레르기: 알레르..

바나듐, 사실 고대부터 인간에게 알려져 있었다! 바나듐은 고대부터 알려진 원소였지만 현대 과학자들에 의해 그 유용성이 제대로 발견되었다.바나듐 자체를 '독립된 원소'로 알고 있었던 건 아니지만, 바나듐이 들어간 광물은 고대부터 다양한 문명에서 사용되고 있었다. 아즈텍 문명 - 바나듐 함유 강철 멕시코 지역에서 번성했던 아즈텍(Aztec) 문명은 "특별히 단단한 강철 무기"를 제작한 것으로 유명하다. 이들 금속에는 자연적으로 바나듐(V)과 티타늄(Ti)이 소량 섞여 있었다. 바나듐은 철과 결합할 때 강도를 크게 높여준다. 즉, 아즈텍인들은 '왜' 그렇게 강한지는 몰랐지만, 바나듐 함유 광석을 가공해서 무기를 만들고 있었던 것이다. 고대 중국 - 바나듐 청동 춘추전국시대(기원전 770~221년) 중국에서는 ..

카자흐스탄 산업건설부에 따르면Kuirektykol 광구를 포함한 더 넓은 Zhana 카자흐스탄 지층 매장 지역은 최대 300미터 깊이에 2천만 톤 이상의 희토류 금속이 매장되어 있다. 주요 원소: 세륨(Cerium), 란타넘(Lanthanum), 네오디뮴(Neodymium), 이트륨(Yttrium) 등 광석 평균 등급: 톤당 약 700g의 희토류 함량 희토류는 원소주기율표에서 17개 정도의 희소한 금속이다. 희토류의 존재는 과학적, 기술적, 경제적, 정치적으로 매우 중요한 게임체인저이다. 소량만으로도 기기의 성능을 극대화할 수 있기 때문이다. 예를 들어 네오디뮴(Neodymium, Nd)은 엄청난 자성이 있기 때문에 전기차 모터, 풍력 터빈 발전기, 로봇, 미사일 유도 장치 등 첨단 산업분야에 꼭 필..

"말라리아 치료제로 알려진 피로나리딘, 암세포 선택적 사멸 유도 효과로 항암제 가능성 주목"말라리아는 전 세계에서 사람을 가장 많이 죽이는 전염병 중 하나이다. 열대지방의 모기가 피를 빨면 말라리아 원충이 사람에게 전염되고 간으로 가서 간세포를 파괴하며 증식한다. 뿐만 아니라 적혈구로 들어가서 적혈구도 파괴하고 증식하여 사망에 이르게 한다. 피로나리딘은 1970년대에 중국에서 처음 합성되었으며, 클로로퀸 저항성이 나타난 말라리아에 대응하기 위해 개발된 약물이다. 단독요법보다는 다른 약물과 병용투여로 더 널리 사용되며, 특히 ‘피로나리딘-아르테수네이트(Pyronaridine-Artesunate)’ 복합제는 세계보건기구(WHO)에서 권고하는 말라리아 치료제 중 하나다. 피로나리딘은 헤모조인(hemozoin)..

붕소의 발견 – 세 나라, 두 팀, 하나의 원소1. 붕소는 옛날부터 쓰였지만, ‘원소’로는 몰랐다 붕소는 고대부터 존재했다. 고대 티베트인과 페르시아인은 붕사(borax, Na₂B₄O₇·10H₂O)라는 흰색 결정체를 세정제나 유약으로 사용해 왔다. 유럽에는 중세 무렵 이집트를 거쳐 전해졌고, 유리공예나 금속 작업에 요긴하게 쓰였다. 하지만 당시 사람들은 그것이 어떤 '원소'의 화합물인지 몰랐다. 이 물질에서 붕소 원소를 추출하는 일은 1808년, 유럽의 두 과학자 팀이 거의 동시에 성공하면서 시작된다. 2. 프랑스: 게이뤼삭과 탕크르와의 실험 1808년, 프랑스의 화학자 조세 루이 게이뤼삭(Joseph Louis Gay-Lussac)과 루이 자크 탕크르와(Louis Jacques Thénard)는 붕사에..

현대 산업의 핵심 금속 중 하나인 베릴륨(Beryllium)은 일상생활에서 흔히 볼 수는 없지만, 항공우주, 전자, 핵 산업 등에서 중요한 역할을 하고 있다.  이 글에서는 베릴륨이 어떻게 발견되었는지, 어떤 특징이 있는지, 그리고 오늘날 어디에 사용되는지를 종합적으로 소개한다. ◈ 베릴륨의 발견 베릴륨은 1798년, 프랑스의 화학자 루이 니콜라 브로귀아르(Louis Nicolas Vauquelin)에 의해 처음 발견되었다.  그는 녹주석(Beryl)과 에메랄드(Emerald)라는 광물을 분석하던 중, 기존에 알려지지 않은 새로운 산화물을 발견하게 된다.  이 산화물은 바로 베릴륨 산화물(BeO)이었고, 이로부터 새로운 원소가 존재한다는 사실이 확인되었다. 처음에는 산화물이 약간 단맛이 난다는 특징 때문..

알루미늄은 원자번호가 13번으로 중금속이 아닌 경금속에 해당한다.    산소, 규소 다음으로 지구상에 있는 지각의 원소 중에 세 번째로 많은 원소이다. 금속 중에서는 알루미늄이 제일 많은 금속에 해당한다. 알루미늄은 은백색으로 전기전도, 연성이 뛰어나고 비철금속 중에서 사용성이 가장 높다.  특히 우리 생활 주변 곳곳과 산업현장에 많이 사용되고 있어 우리도 모르는 사이에 몸속에 침투할 수 있다. 하지만 몸속에 침투한 알루미늄 95%는 장을 통해 대변으로 배출되고 나머지는 신장을 통해 소변으로 배설된다. 문제는 나가는 배설량보다 들어오는 섭취량이 훨씬 많으면 체내에 점점 쌓이게 된다. 특히 뼈에 가장 많이 침착되고 폐> 근육> 간> 뇌 순으로 저장되는 것을 확인했다. ◈ 알루미늄 중독 증상 1. 골연화증 ..

1. 원소를 찾아 떠나는 여정지금은 당연하게 여겨지는 원소 주기율표, 하지만 인류가 처음부터 원소의 존재를 알고 있었던 것은 아니다.  고대 그리스 철학자들은 세상을 구성하는 물질이 무엇인지 탐구했다. 탈레스는 모든 것이 "물"로 이루어졌다고 주장했고, 엠페도클레스는 물, 불, 공기, 흙 네 가지 원소가 세상의 근본이라고 말했다. 그러나 시간이 흐르면서 금, 은, 구리처럼 특정 금속들이 다른 물질로 변하지 않는다는 사실이 알려졌다. 연금술사들은 "흙을 금으로 바꿀 수 있을까?"라는 질문을 던지며 실험을 거듭했고, 이 과정에서 화학은 점차 과학적인 형태를 갖춰 나갔다. 2. 원소의 발견: 신비로운 금속들이 모습을 드러내다연금술이 쇠퇴하고 과학적인 연구가 활발해진 17~18세기, 학자들은 자연에서 다양한 원..

아염소산염류(Chlorite, ClO₂⁻)는 강력한 산화제로 주로 살균, 표백, 수처리 등에 사용되는 화합물이다. 특히 나트륨 아염소산염(NaClO₂) 형태로 많이 쓰이며, 이산화염소(ClO₂) 생성 원료로도 활용된다. 하지만 인체 및 환경에 미치는 영향이 있기 때문에 주의해서 사용해야 한다.  1. 아염소산염류의 주요 용도 1) 물 처리 및 살균 음용수 및 폐수 정화: 이산화염소(ClO₂) 생성 원료로 사용되어 박테리아, 바이러스 제거 효과가 뛰어나다. 수영장, 병원, 식수 살균제 등으로 활용된다. 2) 종이 및 섬유 산업 종이 표백제: 펄프 및 종이 제조 과정에서 친환경적인 표백제로 사용된다. 섬유 표백제: 면, 리넨, 나일론 등의 섬유를 밝게 만드는 역할을 한다. 3) 식품 산업 살균제 및 보존제:..

제1류 위험물  제1류 위험물의 공통성질은 불연성이며 강산화제이자 조연성 물질이다. 제1류 위험물인 산화성 고체는 산소를 다량으로 함유하고 있어 열분해 시 산소를 다량으로 방출한다. 방출된 산소는 화재를 확대하는 요인이 되기 때문에 주의가 필요하다. 제1류 위험물은 열분해뿐만 아니라 충격이나 마찰에 쉽게 산소를 방출하여 다른 물질의 연소를 도와준다. 실험) 과산화나트륨을 소량 휴지에 넣고 돌돌 말아 마찰을 시켜보면 불이 붙는 것을 확인할 수 있다. 제1류 위험물은 다른 위험물과 혼재 시 화재위험이 있기 때문에 주의가 필요하다. 위험물 혼재 기준표를 참고하면 화재예방에 도움이 된다. 제1류 위험물은 소화 중에 외부의 산소를 차단하더라도 소용이 없다. 온도를 낮추어 소화하는 냉각소화가 바람직하다. 주의할 점..

◈ 증류수란?물을 가열시켜 나온 수증기를 다시 냉각시켜 정제된 무색, 무취, 무미의 액체를 말한다.  끓는점 차이를 이용해 혼합물들을 분리하는 방법을 증류라고 하는데 증류수는 증류 과정을 통해 물속의 유기물과 무기염류(미네랄)들을 제거한 순도 100%의 순수한 물(H2O)이다. 실험실에서 순도 100% 증류수를 많이 사용한다.  증류수를 마시면 몸에서 흡수되지 않아 그대로 밖으로 배출된다는 말을 들어본 적 있을 것이다. 그런데 정말 이것이 사실일까? 사실 증류수는 외국에서 식용으로도 판매되고 있다.  의학 혹은 과학적으로 검증이 부족하지만 증류수는 불순물이 없는 깨끗한 물이기 때문에 오히려 건강에 좋다는 주장도 있다. 하지만 증류수만 꾸준히 마시는 것은 권장되지 않는다.  일반 물속의 무기염류(칼슘, 마..

2024년 3월 4일~8일은 역사적인 날이 될 것이다. APS(미국물리학회)에서 우리나라 과학자인 김현탁, 이석배님의 상온 초전도체 관련하여 발표할 예정이다. https://meetings.aps.org/Meeting/MAR24/Session/A16.2 APS -APS March Meeting 2024 - Event - Partial levitation, type-II-superconductor characteristic, at room temperature and atmosph APS March Meeting 2024 Monday–Friday, March 4–8, 2024; Minneapolis & Virtual input.schedulebutton { font-size:9px; font-family:..

◈ 포름알데히드(formaldehyde) 독성 - 흡입, 경구, 경피 흡수 등으로 급성 독성을 일으킨다. - 흡입 독성, 간독성, 유전독성까지 일으킬 수 있다. - 국제암연구소(IARC) 기준으로 포름알데히드는 1군 발암물질로 분류하고 있다. 1군 발암물질은 동물에게 노출시켰을 때 100% 암에 걸리고 심지어 사람도 암에 걸리는 증거가 확실할 때 칭한다. 극히 낮은 농도에서조차 눈, 피부자극, 두통을 유발할 수 있다. 농도가 진해질수록 폐수종을 유발할 수 있는데 심할 경우에는 사망에 이를 수 있다. ◈ 포르말린(formalin) 독성 물에 잘 녹는 수용성 기체로서 포름알데히드 37% 전후의 농도 수용액은 포르말린(formalin)이라고 한다. - 포름알데히드를 물에 녹인 수용액이다. - 소독제, 살균제,..

고려대 내 벤처기업 퀀텀에너지연구소라와 고려대가 세계 최초로 상온 상압에서 초전도 현상을 이루어냈다는 연구결과 소식이 전해지고 있다. 아직 peer-review가 되지 않은 연구이기 때문에 진위여부를 확인할 수 없다. 만일 상온 상압 초전도체 발견이 사실이라면 이것은 인류 역사를 통틀어 가장 위대한 발견이 아닐 수 없으며 앞으로 인류 역사를 바꿀 수 있는 발견이다. 현대과학의 연구들은 대부분은 공동연구로 이루어지고 있다. 특히 상온 상압 초전도체 연구는 국가 경쟁력을 좌우할 수 있는 엄청난 연구이기 때문에 연구를 하고 있다거나 성과가 나올 것 같다면 정부에서 가장 먼저 그 연구를 추적관찰하고 있었을 텐데 그러지 않았다는 점이 의아할 수밖에 없다. 이번 연구결과는 누구든지 논문을 올릴 수 있는 '아카이브'..

'4차 산업혁명의 쌀' 희토류란 무엇인가? 자석이 사라지면 현대 문명이 사라질지도 모른다는 말이 있을 정도로 자석은 우리 생활 깊숙히 들어와 있고 4차 산업에는 필수적으로 사용되고 있다. 자석은 노트북, 스피커, 스마트폰 등 모든 전자제품에 필수적으로 들어간다. 이렇게 중요한 자석에는 희토류가 들어간다. 그렇다면 희토류(稀土類, Rare Earth Elements)는 무엇일까? 많은 사람들이 희토류를 매우 희귀하고 적은양만 존재한다고 생각하고 있다. 1,700년대 처음 발견한 희토류는 하나의 원소라고 생각했다. 과학 기술이 발전하면서 하나씩 분리하기 시작했고 현제는 16개까지 분리하고 있다. 초창기에는 희토류가 귀한 존재였었는데 현대에 와서는 매우 많이 존재한다는 것을 알게 된 것이다. 다시 정의하자면 ..

◈ 그레이수소(Grey Hydrogen) "Grey hydrogen"은 화석연료로부터 생산하는 수소입니다. 현재 생산되는 수소 중 96%를 차지할 정도로 대부분의 수소는 그레이수소이다. 화석연료를 이용하여 생산되는 수소는 가장 일반적인 수소 생산 방법 중 하나인데 가장 많이 쓰이고 있는 방식은 메탄을 분해하는 스팀 리포밍(Steam Reforming) 방식으로 천연가스 개질방식이다. 메탄이라는 화학물질을 고온의 수증기를 촉매화학반응을 통해 수소와 이산화탄소를 생성한다. 1kg의 수소를 생산하는데 약 10kg의 이산화탄소가 배출되게 되는데 탄소 배출량이 매우 높기 때문에 친환경적이지 않다는 뜻으로 "그레이"라는 용어가 붙었다. ◈ 블루수소(Blue Hydrogen) 블루수소는 그레이수소와 동일한 방식으로 ..

◈ 변압기(transformer)란? 변압기는 전압을 변화시키는 기기를 말한다. 변압기를 영어로는 transformer이며 줄여서 트랜스(trans)라고도 부른다. 트랜스라는 용어가 일본을 거쳐 우리가 흔히 들었던 도란스로 불려졌다. 정확한 명칭은 트랜스포머(transformer)이다. 발전소에서 만들어진 전기를 가정까지 전달하는데는 전압을 올렸다가 내려주는 여러 가지 변압기를 거치게 된다. 변압기의 입력보다 출력이 높으면 승압기라고 하고 변압기의 입력보다 출력이 내려가면 강압기라고 한다. 가정에서 220V를 110V용 외국 가전제품을 사용하기 위해 전압을 낮춰서 사용하는 일명 도란스로 불리는 변압기 220V를 5V 같이 작은 전압으로 바꿔주는 어댑터도 변압기이다. 변압기는 어떻게 전압을 올리고 내리는가..

화학을 공부하면서 항상 의문을 가지고 있었던 질문들 중에 가장 궁금했던 것은 예전에 과학자들은 어떻게 원소의 무게를 측정할 수 있었냐는 것이다. 눈에 보이지도~ 손에 잡히지도 않는 원소의 무게를 어떻게 원소마다 측정하고 원소 주기율표를 만들었는가? 인간의 상상력과 어떤 문제를 풀어나가는 기발한 발상~ 이러한 의문점을 어느 정도 가시적이고 현장감 있게 설명해주는 내용이 있어서 공유하고자 한다. 예를 들어보면 학교에서 우리가 배웠던 탄소 동위원소는 주기율표의 같은 위치에 있지만 질량이 다른 원소이다. 우리의 의문점은 여기서부터 출발하게 된다. 질량이 다른 탄소 동위원소가 있다는 것은 질량이 다른 탄소원소를 알았다는 것을 말한다. 눈에 보이지 않는 탄소 원소 하나의 질량을 어떻게 알 수 있었을까? 20세기 초..