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  1. 2013.04.07 [자연/과학] 이슬에 갇힌 개미 왜 못나올까

이슬에 갇힌 개미 왜 못나올까  

만일 사람의 몸이 개미만큼 작아진다면?

영화 '스파이더 맨'의 주인공처럼 유전자 조작 거미에게 물리든지 해서 손에 돌기와 털이 잔뜩 난 사람이라면 정말 거미처럼 벽을 쉽게 기어오를 수 있다.
몸무게의 1백배쯤 무거운 것도 번쩍 들어올리는 천하장사가 되고, 물 위를 걷는 것도 별로 어렵지 않다. 모두가 아주 작은(마이크로) 세계에서 일어나는 특수한 현상 때문이다.
거미같은 곤충들 중 일부는 '벨크로 현상'을 이용해 벽을 기어오른다. 이들의 다리 끝에는 미세한 털이 잔뜩 나 있다. 또한 평평해 보이는 벽이지만 확대해 보면 표면은 몹시 우툴두툴하다.
이 우둘투둘한 표면에 털들이 이리저리 휘감겨 얽히는 것이 벨크로 현상이다. 벽에 털이 얽혀 지탱하는 힘이 생기므로 곤충들은 수직벽에서 미끄러져 떨어지지 않는 것이다.
'벨크로'란 배낭 주머니 등에 달린 접착포를 말하는 것으로 '찍찍이'라고 부르기도 한다.
마이크로 세계에서는 또 표면장력이 대단히 커져 희한한 일들이 일어난다.
표면장력이란 같은 액체끼리 뭉쳐 있게 만드는 힘. 이것이 커지면 물도 마치 조청처럼 끈적끈적하게 느껴진다.

소금쟁이가 물에 떠 있는 것은 바로 표면장력 덕분이다.
작은 세상에서는 표면장력이 커서 물이 한데 뭉쳐 있으려고 하므로 이를 뚫고 들어갈 수 없어 떠 있는 것이다.
마찬가지 이유로 이슬 방울에 갇히면 이를 뚫고 나올 수 없다. 애니메이션 '개미'를 보면 개미가 이슬에 갇혀 빠져나오지 못하는 장면이 있는데, 그저 만화적 상상이 아니라 표면장력 때문에 마이크로 세계에서 일어나는 현상을 실제로 묘사한 것이다.

또 사람이 곤충처럼 작아지면 몸무게의 세배쯤을 들어올리는 역도 세계 신기록도 모두 갈아치우게 된다.
보통 남자 어른은 자기 몸무게 정도를 들 수 있다.
서울대 장준근(전기컴퓨터공학부) 교수는 "사람의 몸이 1백분의 1로 줄어들면 몸무게는 1백만분의 1이 되는 반면 힘은 1만분의 1로밖에 줄어들지 않아 체중의 1백배를 거뜬히 들 수 있다"고 말한다. 그러니 역도선수가 세계 신기록을 세우려면 몸무게의 3백배 되는 바벨에 도전해야 하는 것이다.

힘은 세지지만 수영하기는 대단히 힘들다. 표면장력 때문에 물을 가르고 나갈 수 없기 때문.
이런 점은 사람의 혈관 속을 돌아다니며 암세포 등을 찾아내는 마이크로로봇을 만드는 데 애로점으로 작용한다.
과학자들은 이런 문제를 극복하기 위해 박테리아가 긴꼬리를 스크루처럼 돌리며 움직이는 것에서 힌트를 얻어 박테리아의 꼬리처럼 움직이는 마이크로로봇용 추진 기관을 개발하고 있기도 하다.

Posted by SB패밀리