완성된 동·식물로 원하는 물질연구
탐구시설 찾아 견문 넓히는 기회마련

다시 찾아온 겨울방학! 학교의 일상에서 벗어나 가족과 함께 마음껏 체험학습을 하며 여러분의 견문을 넓힐 수 있는 기회가 찾아왔습니다. 과학은 세계 대부분의 나라에서 미래사회를 이끌어갈 산업의 핵심임을 인지하고 미래의 주역인 여러분들을 위해 다양한 탐구시설을 갖춰놓고 있답니다.
그래서 이번 방학에는 단순한 현장체험학습보다는 요즘 뜨거운 관심을 불러일으키고 있는 “생체모방기술”과 관련된 정보를 찾아보고 직접 체험해 보는 것은 어떨까요?
생체모방기술이란 이미 완성된 동물이나 식물 같은 자연에서 힌트를 얻고, 원하는 물질로 연구하여 개발하는 학문을 말합니다. 인간의 창의력에는 한계가 있고, 많은 시간을 필요로 하기 때문에 가까이 있는 자연에서 영감을 얻는 것인데요. 일상생활에서는 이미 생체모방기술로 이루어진 것이 많고, 현실에 없어서는 안 될 정도로 중요한 역할을 한답니다.

다음의 생체모방기술을 확인해 본 후 더 다양한 생체모방기술을 찾아보세요.
◇거미줄과 누에가 뿜어내는 비단
사람은 강한 재료를 끊임없이 원하기 때문에 과학자들은 이 재료를 자연에서 찾아내고 있습니다. 거미가 만들어 내는 거미줄과 누에가 뿜어내는 비단(실크)이 바로 그것이죠.
거미줄은 무게에 비하여 굉장히 질겨 같은 무게를 기준으로 하였을 때에 철보다 다섯 배나 강하고, 한 가닥을 8만m까지 늘일 수 있다고 합니다. 누에가 뿜어내는 비단도 낙하산이나 열기구에 사용할 수 있을 정도로 강하고 탄력성이 크답니다. 비단은 늘어났다가 다시 원래대로 돌아가는 성질이 뛰어나 인공 근육이나 인대 등으로 만들어 화상 치료 등에 이용하고 있습니다.
◇벌집과 이동 통신
꿀벌은 배에 있는 밀랍샘에서 밀랍을 분비하여 벌집을 만듭니다. 벌집은 4∼9° 정도 위로 향하고 있기 때문에 꿀이 넘치지 않는답니다. 또 벌집은 육각형 구조로 낭비가 전혀 없는 완벽한 구조물이죠. 벌집의 육각형 구조는 많은 분야에서 응용되고 있는데, 그중에 대표적인 예가 이동 전화의 기지국 설치입니다. 한 기지국에서 신호가 잡혀 통화를 하다가 장소를 이동하며 통화하면 신호가 더 잘 잡히는 다른 기지국의 신호를 받습니다. 이때 기지국이 겹치지 않도록 설치하는 것이 중요한데, 그것은 바로 벌집 형태로 기지국을 설치하는 것이죠.
◇자벌레와 도마뱀붙이를 응용한 내시경
내시경은 인체의 내부를 들여다보는 첨단 의료 장비입니다. 내시경을 몸 안에서 잘 움직이게 하기 위한 기술은 자벌레와 도마뱀붙이에서 응용하였습니다. 자벌레는 뒷다리를 고정하고 몸을 늘여 앞으로 나간 다음 다시 앞다리를 고정하여 뒷다리를 끌어오는 방식으로 이동하는데, 이를 내시경의 움직임에 응용한 것이죠.
내시경의 정지 기술은 도마뱀붙이의 발바닥 구조를 응용하였습니다. 도마뱀붙이의 발바닥에는 10억분의 1㎜ 정도 되는 수많은 털이 나 있는데 이 털 덕분에 도마뱀붙이는 잘 미끄러지지 않고 이동하는 것을 응용한 것이랍니다.
◇흰개미집의 원리를 이용한 에어컨이 필요 없는 건축물
1996년 환경 건축가 믹 피어스는 연평균 기온이 40℃가 넘는 아프리카 짐바브웨에 에어컨이 필요 없는 세계 최초 자연 냉방 건물 이스트게이트 쇼핑 센터를 세웠습니다. 그는 아프리카 흰개미가 일교차가 30℃에 이르는 환경에서도 개미집을 시원하게 유지하는 방법을 쇼핑 센터에 응용하였죠.
흰개미집의 개미는 개미집에 있는 공기구멍을 여닫으며 공기의 흐름을 조절한답니다. 또 개미집을 이루고 있는 재료에도 미세한 구멍이 나 있어 외부와 공기 순환을 돕고 내부에서 발생하는 이산화 탄소 등을 배출하는 기능도 하죠.
믹 피어스는 흰개미집처럼 건물 옥상에 통풍 구멍을 뚫어 뜨거운 공기가 빠져나갈 수 있도록 만들었으며 아래쪽에도 구멍을 뚫어 찬 공기를 건물 안으로 끌어들이도록 하였습니다. 또 건물 내부로 들어온 뜨거운 공기와 지표 아래에서 올라오는 찬 공기가 서로 간섭하지 않도록 하였으며, 경우에 따라서 통풍구를 여닫음으로써 일정한 실내 온도를 유지하도록 하였습니다.
그 결과, 한여름 대낮에도 실내 온도를 24℃ 안팎으로 유지할 수 있어 에어컨이 필요 없게 되었답니다. 또 건물에 사용되는 에너지의 양이 다른 건물의 10%에도 미치지 않게 되었습니다.

여러분이 직접 생체모방기술을 조사해 보세요.
- 게를 본떠 만든 해저탐사 로봇 ‘크랩스터’
- 개구리를 본떠 만든 행성탐사 ‘호핑 로봇’
- 뱀을 본떠 만든 탐사로봇 ‘액티브 스코프 카메라’
- 도마뱀붙이를 본떠 만든 ‘스틱키봇’
이한민 광산초 교사