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자연 과학 Natural Science 469

지방, 중성 지방, 트리글리세리드(Triglyceride), 탄수화물, 지방 분자 구조

중요한 점은 지방산은 탄수화물과 달리 비타민 C처럼 체내에서 필요 이상 흡수하지 않고 일부는 케톤(ketone) 체로 변환되어 체내를 순환하면서 에너지 원으로 사용된다. 사용하지 못한 케톤체는 대부분 땀 혹은 소변, 대변 등으로 빠져나간다. 인체는 탄수화물을 먹었을 때, 소화과정을 거쳐, 이를 지방세포로 축적한다. 지방질의 음식(버터, 올리브유, 탈로우, 라드 등등)을 먹는다고 체내의 지방으로 저장되는 것이 아니다. 신체활동 후 남은 칼로리가 몸에 지방으로 저장된다는 것은 반만 맞고 반은 틀린 이야기다.   지방(화학)脂肪. Fat.중성 지방은 IUPAC 명명법으로는 트리글리세리드(Triglyceride)라고 하며, 약어로는 TG라 한다. 우리 몸의 구성물질로, 폭 넓은 분류인 지질의 한 종류이다. 그리..

신생대, Cenozoid era, 파충류 멸종, 포유류 번성, 대륙 이동, 히말라야, 홍해, 한반도, 일본

신생대  (Cenozoid era)新生代 기원전 6,600만 년 이후 지질시대의 최근 시대자연사에서 조류를 제외한 공룡[1]이 멸종된 중생대 이후 포유류(특히 태반류)가 크게 번성하며 인류가 첫 출현하게 되었다. 지질시대 중 가장 짧은 시대이긴 하지만 사실 신생대 또한 인류의 관점에서 보면 매우 긴 시기이며, 중생대와 마찬가지로 여러 단계의 시기가 있었다. 공룡을 연상케할 정도로 거대한 파라케라테리움 같은 동물들이 살던 시기도 있었다. 보통 "신생대"하면 매머드와 스밀로돈이 돌아다니던 빙하시대만을 연상하고는 한다.[2] 하지만 신생대에는 빙하기뿐만 아니라 다양한 기후변화가 있었으며 빙하기는 신생대의 일부분이자 현재를 기준으로 끝자락의 시기에 불과하다.[3] 그 중에서도 우리가 생각하는 빙하기는 신생대 중..

가수분해, 加水分解, hydrolysis,녹말의 알파 결합, 지방의 에스테르 결합, 단백질의 펩타이드 결합

가수분해(加水分解, hydrolysis) 말 그대로 특정 결합에 물을 끼워넣어서 쪼개는 화학반응이다. 이게 먹히는 물질은 결합 시 물을 빼내서 이뤄진 결합(녹말의 알파 결합, 지방의 에스테르 결합, 단백질의 펩타이드 결합 등)인 경우가 많다. 생명 활동의 필수요소이며, 그 중에서도 소화기 계통이 대표적.가수분해 자체가 의외로 난이도가 있는지라 효소 하나당 한 종류의 결합만 분해할 수 있다. 소화액의 대표주자인 위액이 지방(triglyceride)을 못 쪼개는 가장 큰 이유. 지방과 수산화 나트륨으로 이뤄지는 비누 제조 과정과 헷갈릴 수 있는데, 이 때는 수산화 나트륨에 물을 끼워넣는 게 아니고 물에 수산화 나트륨을 끼워넣는 것이다. 펩타이드 결합의 대표적인 분해 방법으로 가수분해가 있다.   가수분해 ..

키톤(ketone), 케톤, 케톤체(ketone bodies)

키톤(ketone), 케톤, 케톤체(ketone bodies) 아세톤(acetone), 아세토아세트산(acetoacetate) 및 D-β-하이드록시부티르산(D-β-hydroxybutyrate) 등 3가지 물질의 총칭이다. Ketone. 일반식 RC(=O)R'. 어원은 옛날 독일어로 Acetone을 의미하는 Aketon. 액성은 중성에 가깝다. 탄화수소물의 종류 중 하나로, 키톤(ketone)으로도 불린다. IUPAC 상으로 이름을 붙일 때는 -one을 붙여 alkanone(알칸온, 알카논)으로 불린다. 케톤의 기준점은 카르보닐기와 카르보닐기의 탄소 바로 옆 자리 양쪽에 탄소 사슬(이를 알파위치라 한다.)이 있어야 한다. 즉, 최소 3개의 탄소가 있어야 한다. 그렇지 않고 알파위치 한쪽에 수소가 있다면 알..

가역성, 가역적, 可逆, Reversible, Invertible, Reciprocal

1. 가역성, 가역적 (可逆)   ※ 우리말로는 본래 상태로 되돌릴 수 있음, 위치 반전 가능 등 다양한 의미를 함께 갖으나,      - 영어로는 다음 3개가 쓰이며, 각 분야 마다 약간씩 의미를 달리함   ㅇ 가역적(Invertible)      - 주로, 수학에서, 위치 반전이 유일하게 가능함을 의미      - 역 함수(Inverse Function), 역 행렬(Inverse Matrix), 역원(Inverse)이 유일하게 존재하여,      - 입출력 또는 곱셈 순서를 뒤바꿔도 원하는 유일한 것을 얻게됨을 말함         . 例) 가역 행렬   ㅇ 가역적(Reciprocal)      - 주로, 회로이론 등에서, 방향성이 없음, 방향과는 무관함, 송신수신 구분 안됨          . 例) ..

삼투, 삼투압, 반투막, 역삼투, 滲透, osmosis, 반트 호프 법칙, 체내 삼투 현상, 능동수송, TCA 회로, 동물 소화기관

삼투(滲透, osmosis)  1. 삼투현상 ① 삼투 : 반투막을 사이에 두고 있을 때 농도가 낮은 용액에서 농도가 높은 용액으로 용매 분자가 이동하는 현상 ② 반투막 : 물과 같은 작은 용매 분자는 자유롭게 통과시키지만 설탕과 같은 큰 용질 분자는 통과시키지 못하는 막예) 셀로판 종이, 세포막, 달걀 속껍질 등.. ③ 삼투현상의 예- 김장을 할 때 배추를 소금에 절이면 배추의 수분이 빠져나가 부피가 줄어들면서 쭈그러듬- 진한 설탕물을 적혈구를 담가 두면 쭈글러 들고, 물에 담가 두면 부풀어 터진다.   2. 삼투압① 삼투압 : 삼투가 일어날 때 반투막에 작용하는 압력            (가) 반투막을 경계로 물과 설탕물을 같은 높이만큼 넣는다.(나) 반투막을 경계로 물에서 설탕물 쪽으로 이동하는 물 ..

탄산수소 나트륨, 베이킹소다, NaHCO3, 식용소다, 용도, 스포츠 보충제, 젖산 중화, 제과, 달고나, 청소, 냄새 제거

탄산수소 나트륨(sodium hydrogen carbonate) 중탄산 나트륨(sodium bicarbonate) 나트륨의 탄산수소염(중탄산염)으로, 염기성을 띄는 백색의 흡습성 결정화학식 NaHCO3​ '탄산 나트륨'의 이명인 '(탄산)소다'를 따라 '중탄산소다', '중조(重曹)'라고도 하며, 식품에 널리 사용되므로 '식용소다' 또는 '베이킹소다'로도 불린다.  베이킹소다 용도 요리제과: 쿠키를 부풀리는데 효과적이기 때문에 베이킹 소다라고 불리기도 한다. 너무 많이 넣거나 섞이지 않게 되면 쓴맛을 나게 하는 재료이다. 반대로 아이스티에 넣으면 쓴맛을 약하게 한다.  제면: 중화면, 라멘 등의 면을 만들 때 첨가한다. 이런 일반적인 밀가루를 사용함에도 특유의 탄력과 노란색을 띄는 면들의 제조에는 알칼리성..

셰일(Shale), 혈암(頁岩), 쇄설성 퇴적암, 머드암(Mudstone)

셰일(Shale), 혈암(頁岩) 주로 입자의 크기가 작은 진흙이 퇴적되어 오랜 세월 동안 쌓이면서 단단하게 굳어져 형성된 퇴적암의 일종이다. 층리가 발달했으며, 가루로 만들어 벽돌과 시멘트를 만드는 데 쓴다. 미세한 입자들이 층층이 쌓여 굳어진 암석이기 때문에 가벼운 충격에도 얇은 가루로 부스러지는 특징이 있다.  분류 쇄설성 퇴적암 중에서 입자가 1/16 mm보다 작은 세립질의 실트와 점토로 구성된 것을 머드암(Mudstone)이라 하며 보통 머드암 중에서 엽리(lamination)나 쪼개짐(Fissility)이 발달한 암석을 셰일로 간주한다.  한국의 셰일 지층  조선 누층군고생대 캄브리아기-오르도비스기 조선 누층군 묘봉층, 화절층, 두무동층과 직운산층은 조선 누층군의 대표적인 셰일 지층이다. 특히 ..

노벨화학상, AI, 구글 딥마인드, 알파폴드2, 3차원 단백질 구조 예측 AI, 알파폴드(AlphaFold)3

노벨화학상, AI, 구글 딥마인드, 알파폴드2 2024 노벨화학상, 데이비드 베이커 교수와 구글 딥마인드 연구자 2인 선정 베이커 교수, 새로운 단백질 만드는 기술 개발…질병 치료 등에 활용도 높아 알파폴드2, '단백질 구조' 2억여개 예측 성공…50년 묵은 학계 숙원 풀었다 올해 노벨화학상은 새로운 단백질을 만들어내고, 복잡한 3차원 단백질 구조를 정확하게 예측하는 AI(인공지능) 모델을 개발한 3명의 과학자에게 돌아갔다. 올해는 노벨물리학상에 이어 노벨화학상까지 AI 관련 연구자들에게 돌아갔다. 그간 노벨상위원회가 융합학문보다 순수학문에 초점을 두는 보수적인 모습을 보였다는 점을 고려하면 이례적이라는 평가가 많다. 이번 노벨화학상의 주인공이 된 AI 모델은 구글 딥마인드의 '알파폴드2'다.스웨덴 카롤..

양자 컴퓨터, 중첩, 얽힘, 간섭, 큐비트(Qubit), 중첩(superposition), 얽힘(entanglement), 간섭(interference)

양자 컴퓨터(Quantum Computer)가 상상을 초월할 정도로 빠른 연산 속도로 인해 관심과 기대가 나날이 커지고 있다. 광자와 전자 등의 소립자, 원자와 분자 등의 미시적인 계를 다루는 양자역학의 물리적 현상에 뿌리를 둔 양자 컴퓨터가 기존의 컴퓨터보다 훨씬 빠른 이유는 무엇인가? 이 질문과 관련하여, 양자 컴퓨터에 적용되는 양자역학 관련 세 가지 핵심 기술인 중첩, 얽힘 및 간섭에 대해 살펴본다.  중첩(superposition) 기존 컴퓨터의 데이터 단위 비트(bit)는 프로그램에 따라 구동되는 반도체 회로에 의해 결정되는 결과에 따라 0 또는 1이 각각 100% 확률로 나타난다. 반면에, 양자 컴퓨터의 데이터 단위 큐비트(qubit)는 프로그램으로 구동되는 양자 회로(quantum circu..

큐비트, qubit, 양자 정보시스템 단위, 퀀텀 비트(quantum bit), 중첩, 디락(Paul Adrien Maurice Dirac), 브라-켓(bra-ket) 표기법, 광자의 편광, 전자의 바닥 상태(ground state), 들뜬 상태(excited state)

큐비트, qubit 동의어 : 퀀텀 비트(quantum bit) 양자 정보 시스템에서 사용하는 수학적으로 정의된 정보의 기본 단위. 퀀텀 비트(quantum bit)의 줄임말현대 정보시스템, 특히 컴퓨터에서 사용되는 정보의 단위는 비트(bit)이다. 이와 유사하게 양자 정보시스템에서 사용되는 최소 정보 단위를 퀀텀 비트(quantum bit), 줄여서 큐비트(qubit)라고 한다. 비트(bit)는 두 가지 상태를 나타낼 수 있다. 예를 들어 이상적인 동전을 던져 앞면이 나오는 경우를 비트 상태 값 '0' (혹은 '1'), 뒷면이 나오는 경우를 비트 상태 값 '1' (혹은 '0')로 나타낼 수 있다. * 이상적인 동전: 동전을 던졌을 때 앞면이나 뒷면이 나오고 동전이 넘어지지 않고 서 있을 확률은 없다고 ..

동화작용, anabolism, 합성대사(合成代謝), 생합성, ATP, 동화 호르몬, 동화 스테로이드, 인슐린

동화작용(anabolism), 합성대사(合成代謝) 어원동화작용(anabolism)이라는 용어는 "위쪽으로(upward)"라는 의미의 그리스어 "ἁνά"와 "던지다(to throw)"라는 의미의 그리스어 "βάλλειν"로부터 유래동화작용은 더 작은 단위의 분자를 더 큰 단위의 분자로 합성하는 일련의 대사 경로이다. 합성대사(合成代謝)라고도 한다. 이러한 반응에는 에너지를 필요로 하며, 이는 에너지 흡수반응이다. 동화작용은 물질대사의 합성 과정이며, 이화작용은 물질대사의 분해 과정이다. 동화작용은 일반적으로 생합성과 동의어로 간주된다.  경로핵산, 단백질, 다당류와 같은 거대 분자를 만드는 데 사용되는 동화경로는 축합 반응을 사용하여 단량체들을 서로 연결한다. 거대 분자는 효소와 보조 인자를 사용하여 더 ..

음향학, Acoustics, Sonics, 물리 음향학, 음향 공학. 소음 진동 구분

음향학音響學 / Acoustics, Sonics 음파의 물리적인 거동과 그 성질, 그 외 부가적으로 유발되는 여러 음향적 현상을 연구하고 정의하는 물리학과 공학의 한 분야이다. 또는 영상, 공연, 건축, 방송 등에서의 청각적 요소들과 그것에 영향을 주는 특성, 그것을 다루는 기술을 의미하기도 한다. 음악과 아주 밀접한 관련이 있는 분야이지만, 음악은 소리를 이용한 예술성과 표현 기법 등에 중점을 둔다면, 음향학은 음파 그 자체에 대해 물리적 및 공학적 관점으로 접근하는 것에 중점을 둔다는 차이가 있다. 인간의 장기 중 두 개가 달린 것은 눈, 코(구멍이 두 개), 귀, 폐, 콩팥, 팔다리, 고환, 난소 정도다. 이 중 감각 기관은 눈, 코, 귀 뿐인데, 눈은 인간이 가장 많이 의존하는 감각인 시각을 전담..

이화작용, 異化作用, catabolism, 분해대사, 이화작용 물질대사 분해 과정, 동화작용 물질대사 합성 과정

이화작용, 異化作用, catabolism 분자를 더 작은 단위로 분해하여 에너지를 방출하거나 다른 동화 반응에 에너지를 사용하는 일련의 대사 경로이다. 분해대사(分解代謝)라고도 한다. 이화작용은 다당류, 지질, 단백질, 핵산과 같은 큰 분자를 단당류, 지방산, 아미노산, 뉴클레오타이드와 같은 작은 단위로 분해한다. 이화작용은 물질대사의 분해 과정이며, 동화작용은 물질대사의 합성 과정이다. 세포는 새로운 중합체 분자를 합성하거나 단위체를 더 단순한 노폐물로 분해하면서 에너지를 방출하기 위해 중합체를 분해하여 얻은 단위체를 사용한다. 세포의 노폐물에는 젖산, 아세트산, 이산화 탄소, 암모니아, 요소 등이 있다. 이러한 분해 과정은 일반적으로 화학적인 자유 에너지를 방출하는 산화 반응이며, 방출된 에너지의 일..

보톡스, Botulinum toxin, 보툴리눔 톡신, 보툴리누스균, 독성 단백질, 약과 독은 종이 한 장 차

보톡스 Botulinum toxin(보툴리눔 톡신) 보톡스(Botox)란 미국의 엘러간 주식회사 Allergan Inc.의 상표명이자 화학 약품의 한 종류다. 풀 네임은 보툴리눔 톡신(Botulinum toxin)이다. 상표의 보통명사화로 상품명이 원래 이름을 밀어내 버린 경우. 보톡스가 미국 보출라이넘 톡신 시장의 85% 가까이 차지하고 있지만 해당 약의 메이커는 보톡스 말고도 많다.   특징 화학식 : C6760H10447N1743O2010S32보툴리눔 독소(보톡스)는 보툴리누스균에서 추출한 생물학적 독성 단백질이다. 균 자체는 무척 흔하고, 자체의 독성은 없지만 산소가 없는 혐기성 조건에서 발아, 체외 독소를 분비한다. 가장 흔한 서식처는 주로 육류로써 그 중에서도 상한 통조림, 소시지 같은 산소가..

테트로도톡신(Tetrodotoxin, TTX), 4개 이빨, 복어, 문어, 고둥, 신경독, 나트륨 통로 차단

테트로도톡신(Tetrodotoxin, TTX) 주로 복어 등 참복과나 망둑어과의 일부 어류, 문어, 고둥, 송편게속의 일부 종, 아텔로푸스 두꺼비 같은 친수성 생물이 가지고 있는 생물독이다. 대중적으로는 복어 독으로 유명하며 영어 명칭도 복어과를 뜻하는 학명 'Tetraodontidae'에 독을 뜻하는 어휘 'toxin'이 붙어 'Tetrodotoxin'이다. 'Tetraodontidae'는 풀이하면 네 개의 이빨을 가진 (생물)이라는 의미인데 복어가 네 개의 부리 비슷한 커다란 이빨을 가지고 있기 때문이다.  독성반수치사량독성이 사이안화 칼륨(청산가리)의 5배에서 13배에 달하는 맹독으로, 실험쥐 경구 독성 실험을 통한 반수치사량은 킬로그램 당 232μg으로 나타났다. 몸무게가 70kg인 성인이 약 1..

독소, 내독소, endotoxin, 외독소, exotoxin, 균체 내 독소, 리포 다당류(lipopolysaccharide, LPS), 소분자, 펩타이드, 단백질

독소(毒素, toxin) 일반적으로 생물(식물이나 동물) 안에서 생성되는 독성 물질을 말한다. 독소는 인체의 정상적인 생리기능을 방해하고 인체 기능에 부정적인 영향을 주는 물질이다. 인체에 작용하는 독소는 크게 균체 내 독소(endotoxin)과 균체 외 독소(exotoxin)로 나눌 수 있다. 독소는 효소나 세포 수용체와 같은 생물학적 거대분자와 상호 작용하는 신체 조직과 접촉하거나 흡수되면 질병을 일으킬 수 있는 소분자, 펩타이드 또는 단백질일 수 있다. 독성은 일반적으로 경미한 것(예: 벌침)부터 극히 낮은 용량에서도 치명적일 수 있는 것(예: 보툴리눔 독소)에 이르기까지 매우 다양하다.   생물독소 생물독소(生物毒素, biotoxin)라는 용어는 생물학적 기원을 명시적으로 확증하기 위해 사용된다...

황화 수소, Hydrogen Sulfide, H2S, 방귀

황화 수소, Hydrogen Sulfide, Sulfane / H2S 황과 수소로 이루어진 화합물로, 수소 원자 2개와 황 원자 1개로 이루어져 있다. 녹는점은 섭씨 영하 82.9도, 끓는점은 영하 59.6도. 따라서 상온에서는 기체 상태로 존재한다. 황화수소를 이용한 실험 시 기체의 색상이 투명하기 때문에 취급에 주의를 요한다. 자체가 유독성이기도 하지만, 폭발사고의 위험도 있기 때문이다. 대부분의 황 화합물이 그러하듯 강한 달걀 썩는 냄새가 나지만, 누출 발생원부터 멀리 있을 경우 후각으로 파악하기까지 시간이 걸리기 때문에 냄새를 맡았을 때에는 이미 누출이 심각할 가능성이 매우 높다. 따라서 황화철이나 단백질 등과 같은 황 화합물을 다룰 때는 매우 조심하자. 연소하한계와 상한계차이가 고작 41.1(4..

아세틸콜린, Acetylcholine, 자율신경계, 신경전달물질

아세틸콜린 Acetylcholine C7H16NO2+ 자율신경계의 가장 중요한 신경전달물질. 생물학적 특징주요 기능은 다음과 같다. 1. 부교감신경을 자극. 2. 혈압을 낮춤. 3. 맥박을 감소시킴. 4. 타액(침)의 생산을 촉진하여 소화기능을 향상. 5. 동공을 축소시킴. 6. 운동신경에서 골격근을 흥분시킴. 7. 땀을 나게 만듦. 위의 이유 때문에 부교감 신경에서 두 개의 시냅스에 연속적으로 아세틸콜린이 전달된다. 하지만 교감신경에서는 아세틸콜린을 전달하다가 두 번째 뉴런에 시냅스를 통해 노르에피네프린(아드레날린)을 보낸다. 이들은 콜린성 신경세포(cholinergic neuron)인 시냅스 전 뉴런의 축삭돌기 말단에 있는 시냅스 소포에서 분비되어서 시냅스 틈을 통과하고, 그 이후에는 시냅스 후 뉴런..

에틸렌, EthyleneI, 에텐(Ethene), C2H4, 식물 노화 호르몬, 피이지(PEG), 화장품, 세정제, 식품, 의약품, 신약개발, 피임약, 프로필렌

에틸렌 Ethylene IUPAC 정식 명칭은 "에텐(Ethene)". 알켄 중에 가장 간단한 형태를 가지는 물질로, 여러 가지 화합물을 만드는 재료가 된다. 화학식은 C2H4이다.  식물의 노화/성숙을 돕는 호르몬으로 작용하며, 덜 익은 과일을 익히는 데에 이용될 수 있다. 특히나 잘 익은 사과와 바나나에서 에틸렌이 많이 분출되며, 이를 다른 과일들과 같이 둘 경우 다른 과일이 썩어버릴 수도 있다.  식물이 물리적 손상, 바이러스 침입, 외부환경 불량(가뭄/산소부족/냉해/사람 손길) 등 스트레스를 받으면 활발히 생성된다. 저장고 내 공기에 1ppm(0.0001%)만 존재해도 작물, 씨앗의 노화와 퇴색 및 변질 등을 유발할 수 있다. 다량 노출시 식물이 시들고 황화(노랗게 변색)되며 잎과 꽃, 열매까지 ..

질량-에너지 동등성, 질량–에너지 등가, E = mc2, Mass-Energy Equivalence, 에너지 = 질량 × 광속의 제곱

질량-에너지 동등성, 질량–에너지 등가  E = mc2Mass-Energy Equivalence 알베르트 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서 도출되는 원리 중 하나. 많은 사람들에게 위의 식으로 알려져 있다. E = 에너지 m = 질량 c = 진공 속의 빛의 속력 를 나타낸다. 즉, 에너지 = 질량 × 광속의 제곱 이 공식에서 질량은 특수 상대성 이론에서의 두 가지 정의 모두 적용 가능하다. 질량이 정지질량이라면 에너지는 정지에너지라 불리고, 질량이 상대론적 질량이라면 에너지는 전체에너지이다. 이 공식은 알베르트 아인슈타인에 의해 유도된 것으로 1905년 “물체의 질량은 그 에너지량에 따르는가?” 라는 논문에 발표되었다. 이 공식에서는 c2이 질량의 단위를 에너지의 단위로 변환하는 데 필요한 변환계수이다...

물리계, physical system, 고립계, 닫힌계, 열린계

물리계(物理系, physical system), 계(系, system)   구성 요소들을 체계적으로 통일한 조직을 일컫는다. 즉, 일정한 구성 요소들을 포함하고 있고 그 구성 요소들 사이의 관계가 분명히 정의되어 있어야 한다. 계의 정의는 이론에 따라 크게 달라진다. 모근는 두피의 모든 부분에 대한 구체적인 부분은 무시하고 작은 한 부분에 관심을 집중하여 그것의 상호 작용 모형을 구성하기 위한 개념이다.유효한 계는 다음과 같이 정의된다.하나의 물체 또는 입자일 수 있다. 물체나 입자들의 집합일 수 있다. 공간의 일부 영역일 수 있다.(예: 4행정 기관 실린더의 내부) 크기와 모양이 변할 수 있다. 이와 같은 정의에 따라 계는 경계를 가지며 이에 따라 계 내부와 그를 둘러싼 환경으로 구분된다. 열역학의 계..

적분법(積分法, Integration)

미적분(微積分) Differential and Integral Calculus Infinitesimal Calculus Calculus 미적분은 위와 같이 사용할 수 있다. 미적분은 미분과 적분을 합쳐서 부르는 표현인데, 미분과 적분은 각각 아래와 같이 쓴다. 미분 : Differential, Differentiation 적분 : Integral “미분 : 작게 나눈 부분의 변화율을 구하는 것” 미적분은 뉴턴이 자연 현상을 수학 공식으로 설명하기 위해서 만든 것이다. 미분의 미(微)는 “미세하게 작다”라는 뜻을 가지고 있다. 그래서, 미분은 “작게 나누다.”라는 뜻으로, 어떤 함수에서 아주 작은 구간을 나누어서 변화율을 연구하는 수학 “적분 : 아주 작은 구간을 합쳐서 쌓는 것” 적분의 적(積) 자는 “..

미분법(微分法, Differentiation)

미적분(微積分)Differential and Integral CalculusInfinitesimal CalculusCalculus미적분은 위와 같이 사용할 수 있다. 미적분은 미분과 적분을 합쳐서 부르는 표현인데, 미분과 적분은 각각 아래와 같이 쓴다.미분 : Differential, Differentiation적분 : Integral“미분 : 작게 나눈 부분의 변화율을 구하는 것”미적분은 뉴턴이 자연 현상을 수학 공식으로 설명하기 위해서 만든 것이다. 미분의 미(微)는 “미세하게 작다”라는 뜻을 가지고 있다. 그래서, 미분은 “작게 나누다.”라는 뜻으로, 어떤 함수에서 아주 작은 구간을 나누어서 변화율을 연구하는 수학 “적분 : 아주 작은 구간을 합쳐서 쌓는 것”적분의 적(積) 자는 “누적하여 쌓다.”..

구심력, 원심력, Centripetal Forces, Centrifugal Forces

구심력과 원심력(Centripetal and Centrifugal Forces)[그림 1] 구심력[그림 1]과 같은 운동체가 회전 운동을 하기 위해서는 반드시 구심력(求心力, centripetal force)이라는 안으로 잡아당기는 힘이 필요하다. 구심력의 크기를 구하기 위해 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate system) 상에서 회전 운동을 기술해보자. [그림 2] 2차원과 3차원 데카르트 좌표계운동체는 [그림 1]과 같이 일정한 각주파수(angular frequency) ω로 원 운동을 하므로, 특정 시간 t에서의 위치(displacement) (x,y), 속도(velocity) v, 가속도(acceleration) a는 아래처럼 쓸 수 있다.                     ..

복잡계, Complex system, 많은 구성 요소 영향 주고받는 상태, 다중의 요소들이 중첩적으로 인과관계

복잡계, 複雜系, Complex system 일반인이 생각하는 ‘복잡하다’라는 단어는 ‘어렵다’와 같은 의미를 쓰이고 있지만 이는 이해하는 순간 복잡하지 않게 되는 상대적인 개념이다. 과학에서의 복잡계란 이해하였다고 하여 복잡성(complexity)이 사라지는 건 아니다. 수많은 구성 요소들과 그들이 강하게 영향을 주고받는 상태를 복잡계라 부른다.복잡계에 대한 해석이나 관점은 각 학문 분야와 학자들마다 다르다. 그러나 공통적인 정의는 분명히 있는데, "다중의 요소들이 중첩적으로 인과관계가 분리가 안되어서 단순한 미분방정식이나 단순한 논리체계로는 환원시킬 수 없다"는 것이다. 예를 들어 삼체문제나 신경세포나 동물 따위가 셋을 넘기만 해도 계산이 기하급수적으로 복잡해지며 그 이상으로 넘어가면은 정확한 예측이..

폴리머(Polymer, 고분자), 모노머(monomer, 단량체)

폴리머, 모노머 플라스틱과 천연고무, 녹말, 단백질. 이들의 공통점 고분자 물질고분자는 영어로 폴리머(Polymer) 플라스틱과 같이 인공적으로 합성한 합성 고분자, 녹말이나 단백질, 천연고무 등과 같은 천연 고분자로 나눌 수 있다. 폴리머와 함께 자주 등장하는 용어가 모노머 모노머(monomer·단량체)  ‘하나’와 ‘부분’을 각각 의미하는 그리스어 ‘모노’와 ‘메로스’에서 유래 중합체라고 불리는 큰 분자 내 반복되는 구조 또는 기본 단위가 모노 모노머는 다른 모노머 분자와 함께 반응해 중합이라는 과정을 거치면 더 큰 사슬 또는 3차원 네트워크를 형성할 수 있다.    폴리머(Polymer) 모든 화학약품의 기본적인 골격은 원자(Atom)로 구성되어 있는데, 2개 이상의 원자로 결합된 물질을 분자라고 ..

물리화학, Physical Chemistry, Chemical Physics, 화학물리학

물리화학物理化學 / Physical Chemistry물리화학은 물리학 지식을 바탕으로 각종 화학적 현상을 설명하는 화학과 물리학의 하위 학문이다. 양자화학, 화학 통계열역학, 화학반응속도론이 주된 분야이며, 고분자화학, 표면화학, 물리유기화학, 생물리화학, 광화학, 분광학 역시 물리화학의 범주에 들어간다. 즉, 물리화학은 모든 화학 분야의 기반이 되는 학문이다. Physical Chemistry 물리화학Chemical Physics 화학물리학화학자는 물리화학이란 이름을 선호하고 물리학자는 화학물리학이란 이름을 선호한다는 것 정도의 차이다. 물리학 중점의 저널인 AIP에서는 화학물리학이라는 이름을 쓰고, 화학 중점의 저널인 JACS에서는 물리화학이라는 용어를 쓴다. RCS는 절충안인지 뭔지 Physical..

활동전위, action potential, AP, 뉴런, 축삭, 동작전위, 근세포, 신경세포, 세포막 전위 상승 현상, 이온, 단백질, 나트륨, 칼륨

활동전위  활동전위, action potential, AP, 동작전위  근세포·신경세포 등 일부 세포의 막 전위가 일시적으로 크게 상승하는 현상을 가리킨다. 세포막에는 각종 이온 통로와 수송 단백질이 있어 나트륨·칼륨 등 이온의 농도가 안팎이 서로 다르다. 이온 조성의 차이로 말미암아 안정 상태에서 세포막 안쪽의 전위는 바깥쪽에 비해 보통 -60∼90 mV 정도 낮은데, 이 전위차를 휴지 전위라고 한다. 일부 흥분성 세포(영어: excitable cell)는 자극을 받거나 스스로 흥분하면 막 전위를 빠르게 역전시켜 순간적으로 휴지 전위보다 훨씬 높은 +30~40 mV에 이르도록 할 수 있다. 이것이 활동전위이다. 활동전위에 의한 막 전위 변동은 수 밀리초(ms) 정도만에 원래대로 회복되므로 스파이크 전위..

층류, 난류, 유체역학

층류(laminar flow)유체가 평행한 층을 이루어 흐르며, 이 층 사이가 붕괴되지 않음을 의미한다. 유체 동역학에서는, 유체가 모멘텀 확산이 높고, 모멘텀 대류가 낮으며, 압력 및 속도가 시간에 무관한 유동을 층류라고 한다. 이 용어는 난류와 반대되는 용어이다.  예를 들어, 항공기의 날개 주위를 흐르는 공기 유동을 생각해 보자. 날개의 표면에는 경계층(boundary layer)이라고 부르는 아주 얇은 공기의 층이 형성된다. 공기는 점성이 있기 때문에, 이 경계층은 날개에 부착되어 있게 된다. 날개가 공기 중에서 앞으로 전진할 때, 경계층은 최초에는 날개의 유선(stream line) 형상을 따라 흐르게 된다. 바로 이러한 유동을 층류라고 하며, 이러한 경우의 경계층을 층류 경계층(laminar ..

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