독일과 스위스의 과학자들에 따르면 거미들은 정전기 힘과 반데르발스 힘을 이용해 거의 어떤 형태의 표면에서도 거꾸로 걸을 수 있다. 연구팀은 이 힘들이 자신의 몸무게보다 170배나 더 무거운 무게를 허용할 수 있을 정도로 강하다는 결과를 발표했다(A Kesel et al. 2004 Smart Mater. Struct. 13 512). 이 결과는 새로운 형태의 접착제를 개발하는 데 이용될 수 있을 것이다.
브레멘에 위치한 동물학 생체공학 전문대학교의 Antonia와 취리히 대학교의 동료들은 주사 전자현미경을 이용해 거미(E. arcuata)의 발을 관측했다. 이 종들은 거미줄을 치지 않고 먹이를 잡는 점프를 하는 부류의 거미(Salticidae)의 일종이다.
과학자들은 거미의 다리에 술(tuft)이 나 있으며, 각각의 술은 수백 나노미터의 폭을 갖는 수십만 개의 작은 털(setules라고 불리는)로 덮여 있다는 것을 발견했다. 이 거미들은 표면에 달라 붙기 위해 setules를 사용한다.
Kesel과 동료 연구자들은 원자현미경을 이용해 각각의 setule이 40나노뉴톤의 힘을 만들어 낼 수 있다는 것을 보여주었다. 이것은 거미가 보통 15밀리그램의 무게를 갖는다는 것을 고려할 때 매우 높은 것이다. 브레멘-취리히 팀에 따르면 setule 내의 나노미터 떨어진 개별 분자 사이에서 반데르발스 힘은 점착력을 제공한다. 이러한 개별적인 힘이 합쳐져 거미의 다리 8개에 작용하는 강력한 힘을 만들어 낸다.
연구팀은 60만 개의 털이 표면에 접해 있을 경우에 0.025뉴톤의 힘을 만들어낼 수 있다고 계산하였다. 이것은 거미 몸무게의 173배나 되는 것이다. 더욱이 이 힘은 환경에 영향을 받지 않으며, 거미가 젖어 있거나 미끄러운 표면을 걸을 수 있도록 해준다.
Kesel을 “우리 연구는 반데르발스 힘에 근거한 포스트잇(Post-it)을 개발하는 데 이용될 수도 있다. 이렇게 개발된 포스트잇은 젖었거나 기름기 있는 곳에서도 달라붙을 수 있을 것이다. 당신은 또한 거미가 천정에 달라붙듯이 우주인이 우주선에 달라붙는 것을 도와줄 우주복을 상상할 수도 있다.”라고 말했다.
거미의 점착 능력은 표면에 달라붙기 위해 액체 접착제를 이용하는 다른 절지동물(곤충과 갑각류)보다 뛰어나다. 반면 E. arcuata의 행동이 도마뱀의 행동과 비슷하다.
Kesel을 “우리는 거미들이 진화해 표면에 달라붙게 된 과정을 알아내기 위해 이번 연구를 수행했다. 결국 분자 사이에 작용하는 미세한 힘이 이러한 점착력의 원인이라는 것이 밝혀졌다. 우리는 이러한 기초 연구가 새롭고, 혁신적인 기술을 개발하는 데 이용될 수 있기를 바란다.”라고 말했다.
등록날짜 2004/04/21 출판일 20040420
정보출처
http://www.physicsweb.org/article/news/8/4/9 운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2004.04.28 19:27
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