[지식] 언더스탠딩 요약 - (2부) 스파이더맨 찍찍이 장갑, 진짜 가능합니다

챗 지피티 정리

(2부) 스파이더맨 찍찍이 장갑, 진짜 가능합니다 (한국기계연구원 임현의 박사)

자연을 모방한 기술 이야기 정리

1. 개코 도마뱀 발바닥

• 개코(Gecko)는 발바닥에 수많은 털(세타, setae)을 가지고 있음.

• 개코 한 마리 발바닥에 약 20억 개의 털이 있고, 털 끝은 주걱 모양으로 층층 구조를 이룸.

• 이 털들이 표면에 닿으면 분자 간 힘(반데르발스 힘, van der Waals force) 으로 달라붙음.

• 덕분에 개코는 벽이나 천장에도 매달릴 수 있음.

• 단, 프라이팬(테플론 표면) 은 너무 미끄러워 붙을 수 없음.

• 이를 모방해 MIT, 스탠포드, 독일 등에서 로봇이나 우주비행사 신발 개발에 응용 중.

2. 파리지옥 식물 → 발수(물 싫어하는) 표면 연구

• 파리지옥 안쪽은 기름칠이 되어 있어 물이나 곤충이 미끄러짐.

• 이를 모방해 발수성(초발수 표면) 을 연구.

• 기름을 칠하는 대신 파라핀 같은 고체 기름 을 코팅하면 햇빛으로 다시 녹아 표면 기능이 회복됨 → 지속 사용 가능.

3. 삼겹살 돌판에서 착안한 아이디어

• 돌판은 물이나 기름이 쉽게 닦임 → ‘극강의 발수성’을 띔.

• 이를 바탕으로 모래에 플루오린(불소)을 붙여 물이 싫어하는 모래 개발.

• 태양전지, 오염 방지 코팅 등에 응용 가능.

4. 나방 눈과 반사 방지

• 나방 눈은 육각형 구조 + 나노 돌기가 있어 빛 반사를 최소화.

• 유리 위에 같은 구조를 만들면 투명도가 높아짐(빛 반사 방지 코팅).

• 응용: 건물 유리창, 안경, 렌즈 등.

5. 몰포 나비의 구조색

• 몰포 나비 날개는 색소가 아니라 특수한 미세 구조로 인해 색이 생김(구조색).

• 보는 각도와 빛의 방향에 따라 색이 달라짐.

• 염료가 필요 없는 자연의 색 구현 기술.

6. 사막 곤충, 거미줄, 선인장

• 사막 딱정벌레: 등껍질의 돌기 구조로 공기 중 수분을 모아 물을 마심.

• 거미줄: 균일하지 않은 두께 구조 → 물방울이 한쪽으로 모여 거미가 물을 마실 수 있음.

• 선인장 가시: 뾰족한 구조로 물방울을 안쪽으로 끌어당겨 증발을 막음.

7. 이끼와 흡수력

• 죽은 이끼도 표면에 미세 구멍(다공성 구조)이 많아 자기 무게의 30배에 달하는 물을 흡수.

• 자연계 모든 생물은 제각각 다른 미세 패턴을 가짐(지문처럼).

8. 물 모으기 기술 응용

• 에콰도르 등지에서는 차양막 같은 구조로 안개나 습기로부터 물을 모음.

• MIT 연구팀: 친수성/소수성 패턴을 조합해 물을 더 잘 모으는 망 개발.

• 비영리 단체들이 이런 장치를 설치해 물 부족 지역 주민들에게 도움을 줌.

9. 재습기 & 물 모으는 배낭

• 연구자가 자연을 모방해 만든 발명품:

  • 재습기: 공기 중 수분을 모아 제거. 효율이 높음.

  • 물 모으는 배낭: 캠핑이나 물 부족 지역에서 사용 가능. 공기 중 수분을 모아 정수된 물을 제공.

---

✅ 핵심 포인트

• 자연에는 수많은 미세 구조와 패턴이 존재.

• 개코 발바닥, 파리지옥, 나방 눈, 나비 날개, 곤충, 거미줄, 선인장, 이끼 등 → 모두 자기 생존을 위해 최적화된 구조.

• 과학자들은 이를 모방해 로봇, 우주 장비, 유리 코팅, 발수성 재료, 물 수집 장치 등을 개발.

• 결국 자연은 최고의 엔지니어라는 사실을 보여줌.