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[재미난 융합과학 이야기] 과학의 보물 창고, 자연

전신 수영복은 상어의 피부구조 모방
연잎 표면의 잔털·돌기 다양한 응용

입력 2014-09-21 16:56:55, 수정 2014-09-21 20:21:37

상어의 피부 구조

오래전부터 우리는 자연에서 수많은 아이디어를 얻고 있다. 근래에는 지구상의 생물이 가지고 있는 기능이나 생김새에 숨어있는 과학적 원리를 모방하여 신소재 개발이나 공학, 의학 기술 개발 등에 응용하고 있다.

물의 저항을 덜 받는 전신 수영복은 상어의 피부구조를 모방하여 만든 것이다. 상어의 피부에는 미세한 돌기들이 있는데, 이 돌기들이 물과 충돌하면서 만들어 내는 작은 소용돌이들이 표면을 지나가는 큰 물줄기를 막아 주는 역할을 해서 물과의 마찰력을 최소화한다.

도꼬마리

도꼬마리 끝부분

또 이른바 ‘찍찍이’라고도 불리는 매직테이프는 스위스의 한 전기 기술자가 사냥을 하고 돌아오는 길에 옷에 붙어 있는 도꼬마리를 떼어 내려고 하였으나 잘 떨어지지 않는 것을 보고, 현미경으로 도꼬마리 끝 부분의 모양을 관찰한 후, 이를 모방하여 만든 것이다. 매직테이프는 두 장이 한 조로 되어 있으며, 매직테이프의 한 장은 갈고리 모양이고, 다른 한 장은 동그라미 모양으로 가공되어 있어 두 장을 겹쳐서 누르면 동그라미에 갈고리가 물려서 꼭 여며진다.

연잎의 표면에는 매우 미세한 잔털과 그것을 감싸고 있는 나노미터 크기의 돌기가 있으며, 돌기에는 기름 성분이 묻어 있다. 연잎은 비가 내려도 젖지 않는데, 촘촘한 잔털과 그것을 감싸고 있는 나노미터 크기의 돌기 때문에 연잎에 빗방울이 떨어져도 돌기 사이로 흘러내린다. 떨어지는 빗방울 밑에 있던 공기가 돌기 사이에서 공기 주머니를 형성하게 되는데, 이 공기 주머니 덕분에 물방울이 스며들지 않게 된다.

연잎의 표면

또 돌기에는 친유성 물질이 묻어 있어 물이 흡수되지 않는다. 이 같은 원리를 모방하여 물을 뿌리면 먼지가 깨끗하게 떨어지는 페인트, 물이 쏟아져도 젖지 않는 기능성 섬유 등이 개발되었다.

유리판을 기어오르는 스티키봇(청소로봇)은 게코 도마뱀 발바닥의 접착력을 모방한 것이다. 게코 도마뱀의 발바닥은 수백만 개의 털로 덮여 있고, 각각의 털에는 수백 개에 달하는 주걱 모양의 솜털이 붙어 있다. 각각의 솜털은 힘이 약하지만 수억 개의 솜털이 합쳐지면 큰 힘이 작용한다.

미래엔 올리드 과학팀