도마뱀붙이의 발바닥 생체 모방 기술 (요약 정리)

인류는 끊임없이 자연을 모방하고 응용하면서 과학과 기술을 발전시켜 왔다.

자연에서 볼 수 있는 디자인적 요소나 생물체의 특성을 연구하고 모방하는 기술을 생체 모방 기술이라고 하는데, '생체 모방(biomimetics)'이라는 말은 '생명'을 뜻하는 'bios'와 '모방' 또는 '흉내'를 뜻하는 'mimesis'라는 그리스 어에서 따온 것이다.

한 예로, 도마뱀붙이는 파리처럼 발바닥에 털이 있는 것도 아니고 개구리처럼 끈근한 액을 내지도 않지만, 거칠거칠한 벽은 물론 유리처럼 매끄러운 면에도 잘 붙어 있을 수 있으며, 어디든 쉽게 기어오를 수 있다.

도마뱀붙이의 발바닥은 발가락마다 자글자글하게 주름이 잡혀 있는데, 주름마다 눈에 보이지 않을 만큼 아주 작은 나노 단위(10억분의 1미터 단위)로 미세한 털이 빽빽하게 나 있다.

이 때문에 발을 디딜 때마다 수십억 개의 털과 벽면 사이에 분자 간 상호 작용이 생겨, 미끄러지지 않고 벽이나 천장에 오를 수 있는 것이다.

분자 간 상호 작용이란 분자 사이에 작용하는 힘이라고 한다.

분자간 상호 작용 중에는 극성 분자와 무극성 분자 사이의 상호 작용이 있다.

무극성 분자는 극성 분자와 달리 전자가 골고루 분포해 있다.

무극성 분자에서 순간적으로 전자 구름이 한쪽으로 치우쳐 쌍극자가 만들어질 수 있는데, 이와 같이 전자 분포가 변해 쌍극자가 만들어지는 현상을 편극이라고 한다.

일시적인 편극으로 만들어진 쌍극자는 가까이에 있는 다른 분자에 영향을 주어 쌍극자를 유발하는데, 이를 유도 쌍극자라고 한다.

그리고 이러한 분자 사이에 작용하는 인력을 분산력이라고 한다.

분산력 : 모든 분자 사이에 작용하는 힘

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한편, 인간을 모사한 생체 모방 기술도 있다.

미세한 압력과 온도를 감지하고 소리까지 들을 수 있는 다기능 센서 역할을 하는 인공 전자 피부가 그 중 하나이다.

전자 피부는 손가락 지문에서 아이디어를 얻어 미세한 굴곡을 표현했으며, 손가락 피부 내부 구조를 모사하여 온도, 압력, 소리, 질감 등을 감지할 수 있게 만든 것이다.

전자 피부가 표면과 접촉하면 미세한 압력 변화가 발생하기 때문에 이것으로 전류량의 변화를 감지할 수 있다.

스마트폰 또는 휴대용 기기의 마이크로폰보다도 음파 감지 정도가 높다.

최근에는 전자 피부의 신호를 뇌가 인식하도록 하는 것을 목표로 연구를 계속하고 있다.