자연 생물체 관찰·연구가 발명품 개발로 이어져
게코 도마뱀을 보고 무게 버틸 수 있는 테이프 발명
쉽게 붙였다 뗄 수 있는 메스트랄의 벨크로 발명

우리가 신는 운동화에는 손쉽게 붙이고 뗄 수 있는 흔히 ‘찍찍이’라고 하는 섬유 테이프를 많이 씁니다. 이 테이프의 원래 이름은 ‘벨크로’이며, 우리나라 국립국어원에서는 매직테이프라고 등재하였습니다. 매번 끈을 풀었다 묶으려면 귀찮지만 이 테이프는 쉽게 붙였다 떼었다 할 수 있는데, 신발은 물론 지갑, 가방, 옷, 모자 따위에도 널리 쓰이는 소재가 되었죠. 옷이나 가방에 쓰는 지퍼나 똑딱단추 같은 것은 녹이 슬기도 하고 고장이 나기도 하지만, 벨크로는 가격도 싸고 고장이 나지 않는다는 장점이 있기 때문입니다.
이 테이프는 자연에서 힌트를 얻어 발명되었습니다. 1948년에 스위스의 공학자 조르주 드 메스트랄은 어디선가 날아와 자기 바지와 개의 털에 달라붙어 떨어지지 않는 엉겅퀴 씨를 발견하였습니다. 왜 잘 떨어지지 않는지 자세히 관찰을 해 보니 엉겅퀴 씨의 가시 끝에 아주 작은 갈고리가 달려 있었던 것이죠. 메스트랄은 그 가시 모양을 따라서 벨크로 테이프를 만들게 되었고, 이 테이프를 발명하고 얼마 안 가서 미국항공우주국(NASA)에서 달로 떠나는 비행사들의 우주복에 쓰이게 되었답니다. 벨크로 테이프는 지금도 많은 분야에서 널리 쓰이는 아주 유용한 발명품입니다.
이렇게 자연의 생물체 및 생체 물질의 구조와 기능을 모방하여 새로운 신소재와 발명품으로 만드는 경우가 많습니다. 자연물은 오랜 시간 동안 환경에 적응하며 최적의 상태로 변화되어 왔기 때문에 이를 잘 관찰하고 연구하면 새로운 것을 만드는 데 많은 도움을 받을 수 있는 것죠.
대표적인 예로, 편안한 승차감을 가진 고속 열차를 만드는 데 물총새가 큰 기여를 했다면 믿을 수 있을까요? 과학자들은 고속으로 달리는 고속 열차에서 발생하는 공기 저항으로 생기는 심한 진동이 발생하는 문제를 발견하고 이를 해결하려고 노력하고 있었죠. 그러던 중 물총새는 물속에 있는 물고기를 빠르게 잡는 과정에서 물의 저항을 작게 받는 부리가 있다는 것을 알게 되었어요.
과학자들이 물총새의 부리 모양을 모방해서 고속 열차의 모양을 만들었더니 공기의 저항도 작아지고, 열차에서 발생하는 진동도 획기적으로 줄어들게 되어 승차감이 편안한 고속 열차를 만들 수 있게 되었답니다.
그 밖에도 우리 주변을 살펴보면 장미 가시를 보고 만든 철조망, 오리발을 보고 만든 잠수부의 물갈퀴, 물고기 부레를 보고 만든 잠수함, 상어의 피부를 보고 만든 전신 수영복 등은 모두 자연을 관찰하고 이를 생활에 알맞게 적용한 발명품으로, 이렇게 우리 생활의 발전을 이끈 발명품을 많이 볼 수 있답니다.
그러나 자연을 모방한 발명품에 항상 장점만 있는 것은 아닙니다. 앞에서 본 벨크로 테이프에도 단점은 있습니다. 벨크로는 붙였다 떼었다 할 때 ‘찌이익’ 하는 시끄러운 소리가 나기 때문이죠. 과학자들은 이 문제를 해결하려고 다시 자연으로 눈을 돌렸어요. 그래서 이러한 단점을 극복할 수 있는 것을 찾아냈는데 바로 그것은 게코 도마뱀의 발바닥이었죠. 게코 도마뱀은 끈적한 접착제 없이도 발바닥만으로 미끄러운 벽을 소리 없이 척척 올라갈 수 있다는 점을 발견하고 흔적도 남지 않고 무거운 무게도 버틸 수 있는 특별한 테이프를 발명하였답니다.
〈출처〉이 이야기는 한국발명진흥회에서 발간한 “과학속 발명하기”의 도움을 받아 만들어졌습니다.
이한민 고성 초계종합교육센터겸임교사