카멜레온에서 영감을 얻은 온도 적응

(This graphic illustrates how the chameleon-inspired coating reacts to hot and cold outdoor temperatures. Credit: American Chemical Society)

남서부 아프리카 사막에 서식하는 나마쿠아 카멜레온 (Namaqua chameleon)은 일교차가 심한 사막에서 살아남기 위해 몸 색깔을 바꾸는 재주를 지니고 있습니다.

나마쿠아 카멜레온은 뜨거운 낮에는 햇빛을 반사하는 밝은 회색톤으로 피부색을 바꾸고 추운 아침에는 어두운 갈색으로 색을 바꿔 몸을 금방 따뜻하게 만듭니다. 일반적으로 카멜레온은 위장을 위해 색을 바꾼다고 알려져 있지만 예외는 항상 존재합니다.

과학자들은 나마쿠아 카멜레온의 예외적인 온도 조절 방식을 모방하기 위해 노력하고 있습니다. 중국 하얼빈 공대의 푸키앙 왕 교수 (Harbin Institute of Technology's Prof. Fuqiang Wang)가 이끄는 국제 과학자 팀은 이것이 불가능하지 않다는 점을 보여줬습니다.

연구팀은 온도에 따라 색상이 변하는 소재로 플루오르화 폴리비닐리덴 (polyvinylidene fluoride) 마이크로캡슐을 선택했습니다. 이 소재로 만든 온도 적응 방사 냉각 코팅 temperature-adaptive radiative cooling coating (TARCC) 소재는 섭씨 20도에서 검회색에서 밝은 회색으로 색상이 변하기 시작해 30도 정도가 되면 태양 복사 에너지의 93%를 반사합니다.

연구팀은 TARCC를 적용한 미니어처 주택과 일반적인 흰색 페인트와 파란 강철 타일을 붙인 일반 주택 모형을 비교했습니다. 그 결과 TARCC 주택이 여름철에 더 시원할 뿐 아니라 겨울철에 더 따뜻한 것으로 나타났습니다. 그리고 봄과 가을철 일교차가 심할 때도 온도 변화를 최대한 줄일 수 있었습니다.

물론 소규모 실험실 테스트와 실제 건축물에 사용할 수 있는 건축 소재는 상당한 차이가 있습니다. 경제적인 방법으로 대량 양산이 가능할지, 그리고 충분한 내구성과 무독성을 입증할 수 있을지 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/science/chameleon-inspired-coating-warm-cool-buildings/

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.3c02733

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡ 웨버 (Wb) 는 자속의 단위) 의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다. 이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다. ( The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse. ) 이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은 Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter 로 요약할 수 있다고 합니다. 아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

자세한 내용 보기

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다. 책 정보: http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24: http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가: http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘: http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고: http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 : http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고: http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

자세한 내용 보기

이빨이 다시 진화한 개구리

( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh ) 개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다. 이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다. 이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다. 하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...

자세한 내용 보기

고든의 블로그 구글 분점

이 블로그 검색