곤충의 방수 능력의 비밀 - 인간에게도 도움될까?

(New discoveries about the nanostructure of insects, such as the eye of a mosquito, could help engineer enhanced water repellent coatings. Credit: Ling Wang, Penn State)

곤충 같은 작은 절지 동물의 외골격은 뛰어난 방수 능력을 지니고 있습니다. 가볍고 견고한 외골격은 몸을 지탱할 뿐 아니라 외부의 위협으로부터 효과적으로 몸을 지킬 수 있습니다. 곤충의 외골격은 곤충이 지금처럼 성공적인 동물이 되게 만든 비결 중 하나입니다. 과학자들이 특히 놀라는 것 가운데 하나는 인간이 만든 소재를 넘어서는 뛰어난 방수 능력입니다.

펜실베니아 주립 대학의 린 왕 (Lin Wang, a doctoral student in the Department of Materials Science and Engineering at Penn State)이 이끄는 연구팀은 곤충의 외골겨 표면에 있는 나노 구조 (nanostructure)의 작은 돌기들이 사이 사이에 공기층을 보존해 물에 대한 방수 능력은 물론이고 공기 역학도 좋게 한다는 사실을 발견했습니다.

곤충에서 방수 능력이 중요한 이유는 간단합니다. 작은 물방울도 곤충 같이 작은 생명체에게 치명적일 수 있기 때문입니다. 특히 날아다니는 곤충의 경우 비행 중 큰 충격을 받을 수 있습니다. 연구팀은 곤충 표피의 나노구조가 매우 견고하게 공기층을 확보해 큰 힘을 받아도 방수성을 잃지 않는다는 사실을 발견했습니다.

연구팀은 이런 특수한 방수 능력이 여러 가지 분야에 응용될 수 있다고 보고 있습니다. 예를 들어 모기의 눈에 있는 나노 구조는 뛰어난 방수 능력으로 시력을 보존할 수 있습니다. 이를 유리창이나 투명 코팅에 활용하면 가볍고 뛰어난 방수 코팅을 만들 수 있습니다. 특히 페이스 쉴드 같은 안면 보호구에 활용하면 환자의 비말이 달라 붙는 대신 흘러 내리거나 튕겨 나가기 때문에 감염 위험도를 줄일 수 있습니다. 코로나 19 뿐 아니라 다양한 감염성 질환에 대응할 수 있는 개인 보호장지 (PPE) 개발에 도움을 줄지도 모릅니다.

물론 당장에 상용화되는 건 아니지만, 자연에서 영감을 얻은 발명품들이 우리의 삶을 풍요롭게 만들 가능성은 충분하기 때문에 이런 연구는 중요합니다.

참고

https://phys.org/news/2020-07-repellent-surfaces-nature.html

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150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

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