천연제설제고려할 점친환경 제설제의 조건물질을 형성하는 화학 결합제설제의 조건조해성 (공기 중에 있는 수분을 흡수해 스스로 녹는 성질)을 가지고 있어야 한다.이온결합 물질이면서 이온화하여 많은 이온을 내놓아 물의 어는점을 낮출 수 있어야 한다.자연에 해가 되지 않아야 한다.눈, 얼음과 반응하여야 하므로 물과 반응성이 좋아야 한다.이를 위해 가수분해 반응이 활발히 일어나 이온화 되어 수용액으로 되는 성질이 있어야 한다.환경이나 시설물에 미치는 영향주로 도로위에서 제설작업을 하기 때문에 아스팔트 같은 도로와 차량에 피해가 적어야 한다.주변 가로수와 같은 식물, 동물에게 무해하여야 한다.물에 녹아서 하천으로 흘러가므로 수질오염 요인이 적어야 한다.경제성염화칼슘에 비해 높지 않은 가격으로 구할 수 있어야 한다.세계 정세에 따라 가격 변동이 적어야 한다.물량이 충분하여 구하기 쉬워야 한다.기타친환경 제설제 장치 이름탄산나트륨과 구연산을 적절히 섞은 제설제.이름: 눈 세정제위 제설제를 선택한 이유, 배경가장 많이 쓰이는 염화칼슘은 화학식으로 CaCl2로 염소(Cl)과 칼슘(Ca)이 반응하여 만들어진 이온성 화합물.이 물질은 조해성(이 강하여 수분을 매우 잘 흡수하기 때문에 실내용 습기제거제로도 사용되고 있음.겨울철 눈 위에 염화칼슘을 뿌리면 그 주변의 습기를 흡수하여 녹게 되고, 염화칼슘이 녹으면서 내놓는 열이 주변의 눈을 다시 녹임. 염화칼슘으로 녹은 물은 영하 54.9℃가 되어야 다시 얼 수 있기 때문에 제설제로 아주 유용한 물질염화칼슘을 대체하는 제설제로 탄산나트륨과 구연산을 섞은 물질을 제안탄산나트륨은 우리가 쉽게 구할 수 있는 소다이고, 구연산 역시 세정제, 표백제 등으로 매우 쉽게 구할 수 있는 물질이다.탄산나트륨은 염소 성분이 없어서 염화칼슘에 비해 자연과 시설에 피해가 적다.탄산나트륨이 물과 반응하는 화학식Na2CO3 + H2O ó NaHCO3 + NaOH수산화나트륨은 조해성 물질이다.위의 반응은 발열 반응이다.물과 반응하여 생성되는 이온의 수는 Na 2개 Co3 2개로 물의 어는점을 충분히 낮춘다.단점: 강한 염기성인 수산화나트륨이 나온다.구연산: C6H8O7, 무색 무취의 비 위험 물질로 산성을 지닌다. 위의 반응식에서 나오는 수산화나트륨을 중화하는 역할을 한다.환경이나 시설물에 미치는 영향염화칼슘(CaCl2)염화칼슘이 과다하게 뿌려진 토양은 평소보다 염분이 높아져 가로수와 풀 같은 식물의 수명을 짧게 만듦. 식물이 자라려면 수분이 공급되어야 하는데 토양의 염분농도가 식물보다 높아 삼투압 작용을 못하게 되고 결국 뿌리에서 토양의 물을 빨아들이지 못해 식물은 천천히 말라 죽게 됨.염화칼슘의 강한 독성으로 도로가 파손되고, 염소 성분은 철과 반응하여 FeCl2 (염화철)를 형성해 시설물이나 차량 등의 부식과 고장의 원인염화칼슘에 의해 오염된 물이 토양이나 지하수, 하천으로 흘러 들어가 환경오염을 유발탄산나트륨염소 성분이 없어 도로 파손이나, 금속 부식성이 적다.물과 반응하여 생기는 수산화나트륨은 강한 알칼리 성을 띠게 되나 첨가된 구연산이 중화작용을 하여 유해 물질이 되는 것을 방지한다.부산물인 탄산수소나트륨(NaHCO3)은 베이킹 소다라고 불리는 것으로 환경에 전혀 해가 없다.경제성염화칼슘: 중국산 기준 1톤당 평균 25만원 정도 (작년 겨울에는 47만원까지 상승)탄산나트륨, 구연산: 염화칼슘 보다는 조금 비싸나 주변에서 쉽게 구할 수 있음. 알리바바 검색 기준 1톤당 구연산 480$, 탄산나트륨 200$,기타종합 의견구분염화칼슘탄산나트륨, 구연산제설효과매우 좋음좋음환경영향나쁨좋음경제성매우 좋음좋음공유결합 물질인 설탕은 물에 녹아 이온화 하지 않는다. 반면 이온결합 물질인 소금과 염화칼슘은 물에 녹아 이온으로 나누어지면서 물 분자가 각각의 양이온과 음이온 주변에 배열하여 물분자가 다시 규칙적으로 배열하여 얼기 어려워진다. 또, 소금보다 염화칼슘이 이온화하여 더 많은 이온을 내놓는다. 따라서 이온결합 물질이면서 이온화하여 많은 이온을 내놓는 염화칼슘의 제설효과가 가장 좋으므로 제설제로 이용한다.
빵 효모우리 주변에서 볼 수 있는 생명 공학 기술 혹은 제품 중의 하나가 바로 빵과 포도주가 있습니다. 이 두 제품은 미생물을 이용한 발효 기술이 적용된 것이죠. 한 마디로 얘기하면 미생물 생명 공학 기술이 적용 된 제품입니다. 빵을 발효하고 포도주를 발효하는데 미생물의 역할이 되게 중요합니다. 미생물 즉 효모를 이용하게 되면 알코올이 부산물로 만들어지고요 이 알코올이 술이 되기도 하고요. 알코올이 만들어지는 과정 중에 이산화탄소가 나오게 되는데 이 이산화탄소 그리고 여러 가지 부산물들이 만들어지는데 이런 것들이 빵의 반죽의 특성을 좋게 해줍니다. 빵을 반죽하는데 효모를 첨가하게 되면 빵이 부풀어 오르게 됩니다. 이것은 효모가 빵 속에 포함된 전분 혹은 탄수화물을 분해하면서 부산물로 이산화탄소를 만들게 되고 이 이산화탄소가 빵을 부풀게 하는 거죠. 이산화탄소가 많이 나오게 되면 반죽이 구멍이 나기도 합니다. 우리가 흔히 반죽에 구멍이 나오고 빵이 부풀게 되는 것은 효모가 발효를 시작했구나, 시작하고 있구나포도주가 만들어지는 것 혹은 술이 만들어지는 것도 바로 효모에 의한 발효 원리가 들어간 것입니다. 탄수화물. 여기에서는 포도당을 예를 들어 설명하겠습니다. 포도당이 효모에 의해서 발효가 되면 1차적으로 두 분자의 피루베이트(Pyruvate)로 전환됩니다. 글루코스 포도당은 탄소가 6개 있는 분자인데요 이것들이 반으로 쪼개지는 해당 과정을 거치게 되면 탄소 세 개 짜리 두 분자 피루베이트(Pyruvate)가 만들어 집니다. 이 과정 중에 나오는 화학 에너지 ATP가 있는데요 이것은 효모가 자신의 물질 대사에 이용하게 됩니다. 또한 글루코스가 피루베이트로 전환되는 과정에 전자가 발생하게 되는데 이 전자는 NADH로 잡혀지게 됩니다. 정확하게 얘기하면 NAD라고 하는 전자를 포획하는 물질로 잡혀지게 되고 그 전자는 NADH로 저장되게 되는 거죠. 이 NADH는 피루베이트가 아세틸알데하이드로 전환되고 아세틸 알데하이드가 에탄올로 전환되는 데 필요한 전자를 공급하게 됩 인슐린이 만들어져도 세포에서 그 기능이 나타나지 않는 기능에 문제가 있는 사람들이 바로 주사를 통해서 인슐린을 맞고 있습니다. 인슐린이 부족하거나 인슐린이 기능을 하지 못하는 질환을 우리는 당뇨병이라고 얘기합니다. 당뇨병 치료에 생명 공학 기술로 만들어진 인슐린 이 그림에서는 휴믈린이라고 하는 제품인데요 현재 우리 주변에서 볼 수 있는 의약품이 되겠습니다. 혈당량이 일정 이상으로 높아지면 인슐린이 당연히 분비됩니다. 혈액 내의 포도당을 세포 내로 유입해서 다당류 즉 글리코겐이라고 하는 물질로 저장시키는 작용을 촉진하는 것이 인슐린의 기능입니다. 인슐린의 분지에 이상이 있거나 혹은 인슐린이 부족한 사람들이 걸리는 병. 당뇨병 방금 전에 얘기했죠. 이 병을 치료하는 데 필수적인 생명 공학 의약품이 바로 인슐린입니다. 인슐린 얘기가 나왔으니까 인슐린의 기능에 대해서 조금 더 구체적으로 살펴보겠습니다. 인슐린은 이자의 베타 세포에서 만들어집니다. 만들어진 인슐린은 혈액 속으로 인슐린을 분비하게 돼죠. 그러면 혈액 속에 있는 포도당을 인슐린이 체세포가 흡수하도록 도와줍니다. 또한 간은 포도당을 흡수해서 글리코겐으로 전환시킵니다. 이런 상태는 혈중에 포도당 농도가 기준점보다 높아졌을 때 인슐린이 하는 기능이죠. 인슐린 활동을 통해서 혈중의 포도당 농도가 감소하게 되고요 혈중에 포도당 농도가 100ml당 100mg이라고 하는 기준점에 도달할 때까지 인슐린은 혈중 포도당 농도를 감소시킵니다. 간을 통해서 글루코겐으로 전환하고 체세포가 포도당을 흡수하도록 해서 혈중 포도당 농도를 조절하게 됩니다. 그런데 혈중 포도당 농도가 감소하게 되면 어떻게 할까요. 이때는 인슐린과 반대되는 기능을 갖고 있는 글루카곤이라는 호르몬이 분비됩니다. 이 글루카곤은 이자의 알파 세포에서 만들어집니다. 글루카곤이 만들어지게 되면 간에서 글루코겐을 분해해서 다시 혈액으로 포도당을 방출합니다. 그러면 혈중에 포도당이 낮은 상태에서 농도가 증가할 것입니다. 그 혈중 포도당의 농도 증가는 앞서서 우리가 면 당뇨병을 의심해보아야 합니다. 당뇨병이 걸렸는데 이를 치료하지 않는다면 심혈관 질환, 뇌졸중, 만성신부전증, 당뇨병성 궤양, 당뇨망막증 이런 병들이 발생하게 됩니다. 엄청나게 많은 부작용이 있다는 얘기죠. 우리 몸 속에 혈당이 조절되지 않으면 말입니다. 당뇨병 환자가 계속 증가하고 있습니다. 2010년 300만 명 수준에 있던 환자 수가 2020년이 되면 약 400만 명으로 증가합니다. 이런 증가는 2050년이 지나면 600만명 이상까지도 증가한다는 보고가 나오고 있습니다. 당뇨병 환자가 엄청나게 늘어난다는 것을 보여주는 것이죠. 당뇨병은 비만과 고혈압을 동반합니다. 비만 환자 중 50%는 당뇨병 환자입니다. 비만과 과체중을 함께 동반한 환자 중 74%는 당뇨병을 앓고 있습니다. 고혈압 환자의 약 54%는 당뇨 질환을 앓고 있다고 얘기합니다. 따라서 당뇨병, 비만, 고혈압은 함께 관리해야 되는 아주 중요한 대사 질환병이 되겠습니다. 당뇨병은 전 세계 인구 중 11명 중에 1명이 앓고 있다고 얘기합니다. 전 세계적으로 건강 관리에 드는 비용 중 당뇨병을 치료하기 위해 드는 비용은 12% 정도에 해당한다고 얘기합니다. 2040년이 되게 되면 성인 10명 중에 1명이 당뇨 질환을 앓게 될 거라고 예상하고 있습니다. 한 마디로 얘기하면 당뇨병은 전 세계적으로 동반되는 대사 질환이라고 얘기할 수 있고요 이를 치료하기 위해서 기본적으로 필요한 인슐린. 인슐린은 생명 공학 기술을 통해 현재 대량으로 만들어지고 있습니다. 우리는 인슐린을 자주 접하거나 혹은 접하지 않는 사람들을 우리 주변에서 볼 수 있는데 실제적으로 인슐린 호르몬은 이렇게 많은 사람들을 치료하는 데 매우 중요한 바이오 의약품, 생명 공학 기술로 만들어진 바이오 의약품입니다.인슐린을 세대별로 간단히 한 번 정리를 해보겠습니다.1세대 인슐린은 돼지 췌장에서 분리한 인슐린을 사용했습니다. 이것은 돼지 췌장을 분리해서 그 속에서 인슐린을 또 다시 분리한 것을 인슐린으로 사용했다는 얘기입니다. 돼지 췌장에서 분리. 기본적으로 이 식물은 현재 담배를 많이 사용하고 있고요 담배를 통한 인슐린 생산이 지금 현재 일부 성공하고 있습니다. 아무래도 대장균보다는 식물에서 생산된 인슐린이 보다 효과적이고 보다 안정적일 것이다 예상됩니다.임신진단키트우리 주변에서 볼 수 있는 생명 공학 기술 중 하나는 임신진단키트도 있습니다.human chorionic gonadotropin 이라고 하는 융모성 성선자극호르몬이 있습니다. 이 호르몬은 태아의 태반 조직에서 생성되고 임신을 즉 임부가 임신을 유지시킬 수 있도록 도와주는 호르몬입니다. 약자로 HCG라고 얘기합니다. 이 HCG는 임신 10주 쯤에 정점에 도달하고요. 임신 후반기까지 지속적으로 분비되는 호르몬입니다. 기본적으로 임신진단키트는 색을 통해서 임신 여부를 확인할 수 있습니다. 그림에서 처럼 빨간색 한 줄이 나오게 되면 임신이 되지 않은 상태. 두 줄이 나오게 되면 임신이 된 상태. 그리고 색 밴드가 나오지 않는다면 키트가 잘못되거나 진단이 불확실한 경우를 말합니다. 이렇게 눈으로 확인해서 임신을 진단할 수가 있습니다.백신백신은 항원 다시 얘기하면 병원체를 약하게 만들어서 인체에 주입해 항체를 형성하게 하는 바이오 의약품입니다. 해당 질병에 저항하는 후천적 면역이 생기도록 도와주는 의약품이죠. 병을 예방하는 목적으로 백신을 주사하는 것을 우리는 예방접종이라고 얘기합니다. 백신을 맞게 되면 항체가 생겨납니다. 그래서 백신 주사 이후에 해당 병원체가 우리 몸에 들어오게 되면 즉각 대응을 할 수 있는 ‘체액성 면역’을 제공하게 되는 거죠. 해당 병원체를 항원으로 기억하고 있으면서 병원체 침입이 있을 때 식세포 작용과 염증 유발 물질인 싸이토카인(Cytokine) 등을 방출해서 직접적으로 병원체를 공격하는 T림프구의 작용을 유발하는 세포성 면역을 제공합니다. 백신은 바로 이런 특성을 이용을 해서 우리가 미래에 걸릴 수 있는 다양한 감염성 질병을 사전에 방어를 해주는 아주 중요한 바이오 의약품이 되겠습니다. 백신으로 유도되는 면역은 병원체를물질이나 열 등을 이용해서 불활성화 시켜서 제조 생산한 백신을 불활성화 사백신이라고 얘기합니다.이렇게 백신은 약독화 생백신, 불활성화 사백신 이렇게 크게 두 개의 분류를 할 수 있습니다.약독화 생백신과 사백신의 차이점에 대해 간단히 알아보겠습니다.약독화 생백신은 살아있는 균을 약화시킨 것이고요 사백신은 일부 성분만을 추출한 것을 말합니다. 약독화 생백신은 접종횟수가 사백신과 상대적으로 비교할 때 접종 횟수가 적습니다. 다만 사백신에 비해 약독화 생백신은 부작용이 상대적으로 많습니다. 약독화 생백신은 현재 결핵, 홍역, 수두, 일본 뇌염 백신 등에 사용되고요. 사백신은 B형 간염, 인플루엔자, 소아마비 백신 등에 활용되고 있습니다.백신의 제조 과정은 어떨까요.기본적으로 유정란 방식과 세포배양 방식이 있습니다. 유정란 방식은 양계장 혹은 종란 생산계를 이용하고요 세포배양은 세포를 이용합니다. 유정란은 부화란을 이용하고 한 마디로, 생산 세포를 증식함으로 해서 백신을 대량으로 만듭니다. 이런 과정을 통해서 유정란에서 바이러스를 증식하거나 혹은 동물 세포를 통해서 바이러스를 증식해서 이 바이러스를 분리하게 되는 것이죠. 이렇게 분리된 바이러스를 불활성화 시키거나 혹은 약화 시켜서 만들고요 이렇게 만든 것을 혼합 혹은 분리해서 주사제로 사용하게 되면 이것이 바로 백신이 되겠습니다. 마지막으로 우리 주변에서 볼 수 있는 생명 공학 기술이 적용 된 제품은 옥수수를 예를 들어 설명하겠습니다.GMO 옥수수여기서 GMO는 Genetically Modified Organism 즉 유전적으로 변형된 생물 혹은 변형된 생물로부터 만들어진 것을 얘기합니다. 기존 생물에 동물, 식물, 미생물 등 전혀 다른 생물로부터 분리한 유전자를 삽입해서 만든 새로운 생물을 우리는 GMO라고 얘기하는데요. 바로 이런 GMO들 중에 옥수수가 하나가 포함이 됩니다. 병해충 저항성 GMO 옥수수의 개발 과정을 간단하게 알아보겠습니다. 옥수수가 재배되는 과정 중에 병 해충에 의해서 병해충의 먹이가 됩니다. .
