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중국 과학자, 공기 중 수분을 포획하는 인공 거미줄 개발
거미줄의 실크가 물에 젖었을 때에 구조가 변하면서 공기 중에 있는 물을 포획할 수 있는 능력이 강화된다는 연구 결과가 나왔다. 천연 거미줄 실크에서 관찰을 통해 얻은 통찰을 바탕으로, 중국 과학자들이 물을 수집할 수 있는 능력을 모방한 인공 실크를 만들었다. 연구 결과는 Nature지에 보고됐다.
거미줄이 물을 수집하고 보유할 수 있는 능력은 거미줄의 강도에 연구보다 매력이 없는 이야기였다. 하지만 중국의 Lei Jiang 박사(Chinese Academy of Science)팀은 이런 독특한 특성을 가질 수 있는 근원에 관심을 기울였다. 연구팀은 전자현미경으로 거미줄을 자세히 조사하기 시작했다.
연구결과에 의하면, 거미줄의 구조가 수증기와 접촉했을 때 바뀐다는 것이다. 매우 가느다란 거미줄의 친수성 혹(puff)이 일정 간격으로 마른 실 사이에 있는데, 이곳에 물들이 모이면서 물방울을 형성하게 되고, 공간과 공간 사이에 물방울이 생기면서 매듭이 만들어지게 된다. Jiang 박사의 계산에 따르면, 물방울이 매듭을 향해 이동하는 것은 먼저 거친 매듭과 매끄러운 공간 사이에 생긴 표면 에너지와 물방울이 매듭을 행해 올라갈 때 물방울의 반대 방향으로 작용하는 압력차이 때문이라는 것이다.
하지만 거미줄을 연구하는 Fritz Vollrath (Oxford University, 영국) 박사는 Jiang의 이론에 동의하지 않는다. Vollrath 박사는 거미줄은 마르게 하는 기능을 가지고 있다고 생각하는데, 이것이 맞다면, 중국 과학자들은 인공적으로 생긴 것을 연구한 셈이라며, 아무런 생물학적 기능이 없지만 여전히 흥미롭다고 말했다. 만일 이번 연구의 저자들의 이론이 맞다면, 특수한 실크에서 젖었을 때 물을 포획하는 능력이 향상된 것이라고 볼 수 있으며, 연구팀이 예상 밖의 발견을 하게 된 것이라고 Volltrath 박사는 덧붙였다.
[그림] 연구팀의 인공 거미줄에서 발견된 물 방울 사슬의 광학 현미경 사진 이미지
거미 전문가인 Brent Opell (Virginia Tech, 미국) 박사는 비록 실험 결과는 믿을 만하지만, 결과에 대해서는 주의해야 한다고 말한다. 박사는 대부분의 거미를 연구하는 학자들은 거미줄이 수분을 모은다고 생각하지 않는다고 말한다. 하지만 연구 결과는 잘 수행된 것으로, 거미줄의 성능에 대해 잘 기술되어 있으며 수학 모델도 좋다고 평가했다.
여러 설명이 가능하지만, 어찌되었든 Jiang 박사팀의 인공 거미줄은 천연 거미줄과 특성과 유사하다고 말한다. 연구팀의 인공 거미줄은 poly(mehtylmethacrylate)/N,N-dimethylformamide-ethanol를 가진 나이론 섬유는 비가 적은 지역에서 공기 중에 있는 물방울을 포획할 수 있는 물질로 사용될 수 있기 때문에 매우 유용한 기술이 될 것이라고 Jiang 박사는 말했다.
원문정보: Y Zheng et al, Nature, 2010, DOI: 10.1038/nature08729
※출처: 2010. 02. 04 글로벌동향브리핑(GTB)
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