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제목 문어를 본떠 만든 인공 피부 등록일 2017.10.25 21:17
글쓴이 에디스젠 조회 561

미국 코넬대학교의 공학자들이 인공 위장피부를 개발하였다고 2017년 10월 12일자 사이언스 데일리가 보도하였다. 인공피부는 진짜 피부처럼 늘어나고, 컴퓨터 프로그램으로 표면을 입체적으로 만들 수도 있다, 공학자들은 미국 우즈홀에 있는 해양생물연구소(MBL)의 해양생물학자와 함께 문어나 갑오징어의 피부를 본떠 인공피부를 만들었다.

위장술의 달인, 문어와 갑오징어

눈에 보이던 문어가 갑자기 사라진다. 공간이동 마술이라도 하는 걸까? 그러나 문어가 주변 배경과 똑같이 변장을 해서 사라진 것처럼 보였을 뿐이다. 문어나 갑오징어는 순식간에 주변 환경과 비슷하게 피부 색깔과 무늬를 바꿀 수 있다. 위장술의 달인이다. 뿐만 아니라 피부를 주변에 있는 해조, 산호, 바위 등의 표면과 비슷한 질감으로 바꿀 수도 있다. 매끈했던 피부가 바위 표면처럼 우툴두툴하게 바뀌는 것이다.

문어나 갑오징어 같은 두족류는 불과 5분의 1초 사이에 피부 표면에 돌기를 만들 수 있다. 그랬다가 헤엄칠 때는 물과의 마찰 저항을 줄이기 위해 다시 피부를 매끈하게 만든다. 공학자들은 압축공기를 작동시켜 표면에 돌기를 만들 수 있는 인공피부를 개발한 것이다.

바위 표면처럼 보이는 문어의 피부. ⓒ 김웅서 / ScienceTimes

바위 표면처럼 보이는 문어의 피부. ⓒ 김웅서 / ScienceTimes

몰핑 피부는 훌륭한 방어 수단

단단한 조개껍데기를 가진 연체동물은 껍데기가 중요한 방어 수단이다. 웬만한 포식자는 단단한 조개껍데기를 깨고 그 속에 들어있는 조갯살을 쉽게 먹을 수 없다. 그렇지만 같은 연체동물이라도 단단한 갑옷으로 무장하지 않은 오징어나 문어는 껍데기 대신 몰핑(morphing) 피부가 방어 수단이 된다. 몰핑이란 어떤 형체가 모양이 서서히 바뀌면서 다른 형체로 바뀌는 것을 말하는데, 컴퓨터 그래픽스에서는 원래 모양을 변형시키는 기술을 일컫는다.

영화에서는 컴퓨터 그래픽(CG)으로 화면을 차례대로 바꾸어가는 특수 효과를 몰핑이라 한다.  제임스 카메룬 감독의 1989년 영화 ‘어비스’에서 여자 주인공 얼굴이 남자 주인공 얼굴로 서서히 바뀌어 간다든지, ‘구미호’에서 여자 주인공이 여우로 바뀌어가는 것이 보기가 될 수 있다. 유명한 영화 ‘해리포터’나 올해 나온 영화 ‘캐리비안의 해적’에서도 그 예를 볼 수 있다.

많은 동물은 피부에 쥐젖과 같은 돌기를 가지고 있다. 그렇지만 문어처럼 순식간에 돌기를 만들었다가 없애는 재주는 없다. 사람도 그런 재주가 있다면 쥐젖을 굳이 수술로 제거하지 않아도 될 텐데 말이다. 돌기는 근육이 솟아나온 생물학적인 구조이다. 혀처럼 뼈가 없이도 지지된다. 연구팀은 돌기의 3차 구조와 기능, 생물역학을 정밀 분석하였다.

유럽산 갑오징어는 최소한 9개 세트의 돌기를 가지고 있는데, 각 돌기는 독립적으로 뇌에서 제어된다. 돌기는 평평한 2차원적인 면에서 원뿔 등 다양한 3차원 모양으로 바뀔 수 있다. 모양은 돌기의 근육이 어떤 식으로 배치되는가에 달렸다. 연구팀은 바로 이 점을 이용하여 컴퓨터 프로그램으로 수축과 이완 조절이 가능한 인공 피부조직을 개발하였다. 기술자들은 그동안 부드럽고 신축성이 있는 물질의 모양을 조절할 수 있는 아주 다양하고 복잡한 방법을 개발해왔다. 그렇지만 연구팀은 빠르고 쉽고 효과적이지만 단순한 방법을 개발하였다.

생물은 가장 효율적인 방법으로 환경에 적응하도록 진화해왔다. 따라서 생물이 하는 방법을 따라 하는 것이 좋을 때가 많다. 바이오미메틱스(biomimetics)라 불리는 생물모방공학이 주목 받는 이유이다. 생체모방공학이라고도 하는 바이오미메틱스는 생물의 구조나 기능을 공학적으로 활용하는 분야이다. 우리 주변 생물을 주의 깊게 관찰하면 인류가 얻을 것이 무궁무진하게 숨어있다. 문어와 오징어를 닮은 인공피부는 앞으로 다양한 분야에서 활용될 것이다.


출처  : 브릭