당신이 더러운 도마뱀붙이(Geckos)를 결코 본 적이 없는 이유



만약 어느 날엔가 당신이 저절로 깨끗해지는 재킷을 입게 된다면, 그것은 꽁꽁 언 도마뱀에게서 영감을 얻은 것일 수 있다. 더 정확히는 도마뱀붙이다.

호주 과학자 졸란타 왓슨(Jolanta Watson)은 실험을 준비하기 위해 그녀의 실험실의 냉동고에서 상자 무늬의 도마뱀붙이 사체를 치우려 했다. 그녀는 도중에 도마뱀붙이의 피부 위에 형성된 작은 물방울에 주목했다. 빠르게 물방울이 커졌고, 곧이어 튕겨 나갔다.

왓슨과 그녀의 남편 그레고리 왓슨(Gregory Watson)은 퀸즐랜드 마르치도레 선샤인 해변에 있는 호주 대학교에서 연구하고 있다. 그들은 여러 분야를 연구하는 과학자로서, 요 몇 년간 곤충과 식물 표면의 독특한 특성을 연구했다.

두 과학자는 도마뱀붙이의 피부 발수 작용(water-repelling behavior) 연구하려 한 것은 아니었다. 그들은 단지 자신들의 연구분야에 도마뱀붙이를 가지고 왔을 뿐이었다. 그리고 그것은 빠르게 또 다른 도마뱀붙이 피부의 놀라움으로 이끌었다. 예를 들어, 왓슨은 가까이서 관찰할 수 있게 되면서 도마뱀붙이가 자기세척(self-cleaning) 피부를 가지고 있다는 것을 깨닫게 되었다.

동물의 피부는 작고 돔 모양의 비늘로 덮여있다. 미세한 털끝은 이슬이나 안개로부터 물을 포집한다. 이러한 물방울은 방울방울 모이고 최종적으로 비늘에서 굴러다닌다. 그러면 물방울에 먼지와 이물질이 들러붙는다. 물방울이 충분히 커지면, 털은 더러워진 물방울을 털어낸다.

(최근 공학자들은 새로운 플라스틱의 표면에 나노 크기의 돌기를 만들었다. 이러한 돌기는 도마뱀붙이 피부와 매우 유사한 방법으로 더러움과 수분을 제거한다. 자동 세척과 유사한 기능을 가진 이 놀라운 플라스틱은 새로운 컴퓨터 키보드를 만드는 데 활용하고 있다.)

왓슨이 연구하는 대부분의 표면은 소수성이다. 소수성이란 물에 대해 반발성을 띠며 젖지 않는 것을 말한다. 그리고 상당수의 도마뱀붙이가 도마뱀처럼 물방울이 맺혀 굴러떨어지는 피부를 가지고 있다. 그러나 상자 무늬 도마뱀붙이(box-patterned geckos)는 더 나아가 극단적인 능력을 갖춘 것처럼 보인다. 사실, 이 도마뱀붙이의 피부는 현재 연구자들이 초소수성(super-hydrophobic)이라고 언급하고 있는 발수성을 띤다.

그리고 그러한 현상이 물에만 국한되는 것이 아니다. 실험실 실험에서 도마뱀붙이의 피부는 물과 매우 다른 액체에서도 유사한 방법으로 방울을 생성했다. 여기에는 커피를 비롯하여 간장, 식초, 레드 와인, 우유, 콜라와 혈액도 포함된다. 무엇보다도, 연구자들은 작은 물방울이 그냥 굴러떨어지지 않는다는 것을 발견했다. 비디오와 사진은 도마뱀붙이가 종종 피부에서 물방울을 튕겨낸다는 것을 보여주었다.



그러나 그것만이 도마뱀들이 건강과 청결함을 유지하는 유일한 방법은 아니다. 연구자들은 그들의 피부 역시 매우 낮은 접착력을 가지고 있다는 것을 발견했다. 그것은 먼지와 다른 이물질들이 들러붙기가 매우 어렵다는 것을 뜻한다. 울퉁불퉁한 피부 표면은 놀랄 만큼 고르다. 이것은 달라붙을 수 있는 먼지의 수를 최소화할 수 있다는 뜻이다. 꽃가루나 먼지와 같은 대부분의 “더러운” 입자 연구에서 이러한 입자는 도마뱀 피부의 나노 크기 돌기의 볼록한 가장 끝 부분에만 붙었다. 돌기 끝에선 그러한 입자들이 들러붙어 있기가 어렵다는 것을 발견했다.

마지막으로, 도마뱀붙이 피부는 접촉하는 박테리아를 죽일 수 있다. 그러나 인간의 세포에는 해를 끼치지 않는다. 연구자들은 선택적으로 세균을 죽이는 이유를 이해하기 위해 노력하고 있다. 연구자들은 피부에 있는 어떤 독성 화학물질이 아닌, 피부의 구조가 그러한 반응을 일으킨다고 생각한다.


도마뱀붙이에게만 좋은 건 아니다

새로운 발견은 사람들을 위한 혜택으로 이어질 수 있다. 왓슨의 팀은 현재 도마뱀붙이의 피부의 특성을 연구하여 그와 유사한 물질을 만들기 위해 작업하고 있다. 자연에 있는 물질을 기반으로 하여 새로운 기술을 발명하는 과학을 생체 모방(biomimicry)이라고 한다. 젖지 않는 물질, 더러움에 대한 저항성, 항균 특성의 모방은 병원을 더 안전하게 만들 수 있다. 혹은 공학자들은 항해에서 전자 제품을 보호하는 물질을 개발할 수 있다. 그리고 저절로 깨끗해지는 옷을 좋아하지 않을 사람이 있을까?

지금까지, 대부분의 도마뱀붙이 연구는 도마뱀의 발만 관찰해왔다. 그들의 접착력 있는 발가락은 과학자들에게 새로운 종류의 테이프와 다른 접착성 물질에 관한 영감을 주었다. 그들이 예전에 곤충 표면을 연구했기 때문이기는 하지만, 왓슨과 그들의 동료들은 새로운 관점에서 접근할 수 있었다고 알리사 스탁(Alyssa Stark)은 말한다. 그녀는 오하이오주 애크론 대학교에서 도마뱀붙이를 연구한다. 새로운 관점에서 도마뱀붙이를 관찰함으로써, 왓슨은 동물의 피부에 관한 흥미로운 것을 발견했다고 그녀는 말한다.

“우리는 지금 그냥 앉아 있는 것만으로 먼지를 제거할 수 있는 자기표면세척(self-cleaning surface)이라는 상당히 흥미로운 아이디어를 가지고 있습니다.”라고 그녀는 말한다.

도마뱀붙이의 자기세척 피부에 관한 연구는 3월 11일 <journal Interface> 온라인판에 게재되었다. 같은 팀이 도마뱀붙이 피부에 관한 또 다른 특성을 연구한 두 번째 논문은 3월 22일 <Acta Biomaterialia> 온라인에 실렸다. <끝>


* 번역 원문: Ilima Loomis. “Why you’ll never see a dirty gecko”. ScienceNews for Student, March 30. 2015. (https://student.societyforscience.org/article/why-you’ll-never-see-dirty-gecko)

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