세상을 놀라게 한 생체모방 기술
세상에는 사람들을 편하게 해주는 다양한 과학 기술이 있습니다. 과학 기술은 우리 일상 생활과 매우 밀접하게 자리잡아, 과학이 들어가지 않은 제품을 찾기가 오히려 더 어려워졌습니다. 이러한 과학 기술 중, 생각하지 못한 창의적인 아이디어로 세상을 놀라게 한 기술들이 있습니다! 그 기술이 무엇일까요?? 정답을 알려드리기 전에, 힌트를 위해 퀴즈를 하나 드리겠습니다!
위 사진에서 비행기, 수영복, 벨크로를 볼 수 있는데요, 과연 이들의 공통점은 무엇일까요??
바로바로!!
“생체모방 기술”이 사용되었다는 것입니다!
생체모방이 무엇인지, 처음 들어보는 분들이 많을 것 같은데요, 이에 대해 자세히 알려드리겠습니다!
SK Careers Editor 한유진
생체모방이란, 자연에서 볼 수 있는 디자인적 요소들이나 생물체 특성들에 대한 모방을 연구하는 학문입니다. 쉽게 말해서, 자연의 특성을 모방하여 디자인이나 과학 기술로 가져오는 것을 의미합니다.
현재 쓰이는 간단한 생체모방 기술에 대해 자세히 알아볼까요??
1. 산 우엉 가시에서 착안한 벨크로
일명 '찍찍이'라고 부르는 벨크로는 산 우엉 가시에서 착안하였습니다. 산 우엉은 온몸에 짧고 빳빳한 털이 빽빽하게 깔려있는 식물의 종류입니다.
벨크로를 발명한 사람은 스위스의 엔지니어 '게오르그 데 메스트랄(George de Mestral)'입니다. 메스트랄은 취미로 시작한 사냥을 하던 중 사냥을 다녀온 자신의 사냥개의 털에 산 우엉의 가시가 고슴도치처럼 붙어있는 것을 관찰하게 되었습니다. 힘껏 털어보아도 잘 떨어지지 않는 가시를 보며 메스트랄은 이에 대한 연구를 시작하였고, 갈고리 모양의 산 우엉 가시에 그 이유가 있음을 알아냈습니다.
이 특성을 이용하여 양쪽 면이 서로 닿는 순간 붙었다가 약간의 힘을 가하면 떨어지는 벨크로가 발명되었습니다. 우리의 운동화에도 달려있는 그 찍찍이가 벨크로라는 것이죠~
2. 연잎효과를 이용한 페인트
혹시 '연잎효과'라고 들어보셨나요? '연잎효과'란 연잎 위의 물방울은 잎을 적시지 않고 그대로 굴러떨어지는 효과를 의미합니다. 이 물방울이 떨어지며 잎 표면의 박테리아까지 세정이 된다고 해요! 이러한 연잎효과가 적용된 페인트가 있다고 합니다.
페인트는 대체로 염료와 유기용매를 섞어 만들기 때문에 시간이 지나면 먼지 등이 섞여 더러워집니다. 그러나 연잎효과를 이용한 페인트는 도포 후 유기 용매가 증발하여 나노 돌기로 덮인 표면만 남아 깨끗하다는 장점이 있습니다.
*유기용매란? 유기물질로 이루어져 다른 물질을 녹이는 물질
벨크로와 연잎효과 페인트처럼 요즘에는 단순히 디자인에서 그치지 않고, 과학 기술과 디자인을 접목시키는 생체모방 기술이 많은데요! 그렇다면 인류에게 도움을 주는 생체모방 기술에는 어떤 것이 있는지 자세히 알아볼까요?
생체모방 기술은 단순히 효율이 좋은 제품을 생산하는 것에서 그치지 않고, 사람에게 직접적으로 도움이 되는 기술 또한 생산합니다. 그 예시로 인공 각막을 떠올릴 수 있습니다.
지난 1월, 78세 시각장애인 남성이 생체모방 기술을 이용한 인공 각막을 이식받은 후 시력을 회복한 사례가 큰 화제가 되었습니다. 이 기술은 기증자의 각막 조직이 없어도 흉터가 있거나 변형된 각막을 대체할 수 있습니다. 인공 각막 이식은 이전에도 존재했습니다. 그러나 수술이 매우 복잡하여 최후의 수단으로만 고려되고, 성공률도 낮았습니다.
반면 생체 모방 기술을 이용한 인공각막 이식은 최소한의 접합과 절단만이 필요하여 비교적 수술이 간단합니다. 생체모방을 이용한 인공각막은 세포 증식을 자극하여 조직 통합을 유도하는 물질을 사용합니다. 수술 과정은 눈의 공막으로부터 결막을 해부하고, 주머니처럼 만들어서 각막 상피를 제거하고 기계를 사용하여 표면에 도장을 찍습니다. 이후 각막을 세 갈래로 나누어 걷어내고 새 인공 각막을 이식한다고 해요!
이 생체 모방 물질을 이용한 인공 각막 이식 수술은 수술 후에도 백내장 등의 수술이 가능하다고 합니다~! 이 기술은 안구 벽에 직접 통합시킬 수 있는 최초의 이식 제품이라고 알려졌습니다. 앞을 보지 못한 채로 평생을 살아오다가 과학 기술의 발전으로 세상을 보게 되었을 때의 기쁨은 말로 표현할 수 없을 것 같네요!
생체 모방 기술은 이렇듯 도움이 필요한 사람들에게 직접적으로 도움을 주기도 한답니다~ 이렇게 사람에게 직접적으로 도와주는 생체모방 기술은 인류의 발전에도 도움을 준다고 합니다! 인류 발전에 기여하는 생체 모방 기술에는 과연 어떤 것들이 존재할까요??
사람을 넘어, 인류에게 도움을 주는 생체모방 기술에 대해 알아보겠습니다!
1. 해저 로봇
인류가 심해보다 우주를 더 잘 안다는 말이 있을 정도로 심해에 대한 연구는 그 난도가 매우 높습니다. 심해는 매우 어둡고 압력이 너무 강해 접근조차 힘들기 때문이죠. 그러나 해저 로봇이 있다면 그런 걱정은 NO~!
위 사진은 우리나라에서 개발한 심해 탐사용 로봇 '크랩스터'입니다. '크랩스터'는 수십 6000m에서도 활동할 수 있는 로봇으로, 10kg의 무게까지 들 수 있다고 합니다! '크랩스터'는 게와 바닷가재의 모양을 본떠 만들어졌습니다. 6개의 다리로 해저를 기어 다닐 수 있고, 탄소섬유와 강화플라스틱, 티타늄 등을 사용하여 최대 600기압에 달하는 수압을 견딜 수 있습니다.
2. 로봇 달팽이
또한 해저 로봇으로 로봇 달팽이를 개발 중에 있다고 합니다. 달팽이는 점성이 있는 물질을 분비하여 표면에서 잘 떨어지지 않습니다. 이러한 달팽이의 점액 원리를 사용하여 해양 탐사 시 바닥에 붙어 이동해 해양을 관찰하고, 인간의 힘으로는 하지 못했던 일이 가능해집니다! 저는 예전에 달팽이를 키우면서 한 번도 그런 생각을 해본 적이 없었는데, 역시 연구는 일상 속에서부터 시작되는 게 맞나봐요~! 연구진분들 정말 대단합니다!
여러분은 과학 기술의 궁극적 목표가 무엇이라고 생각하나요? 저는 과학기술의 궁극적이 목표가 인류 발전에 기여하는 것이라고 생각한답니다! 그리고 이러한 목표에는 생체모방 기술이 크게 기여할 것이라고 생각합니다. 사람의 편리함을 넘어 사람에게 필요한 기술, 또 이를 넘어 인류에게 필요한 기술을 만들어내는 생체모방 기술, 그 발전은 어디까지일까요? 우리의 과학은 결국 자연에게 잠시 빌려온 것일지도 모릅니다.
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