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'가오리 지느러미'처럼 오염물질 털어내는 표면 개발UNIST 정훈의ㆍPOSTECH 이상준 교수팀
  • 최경호 기자
  • 승인 2019.12.04 17:39
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(좌측) 박현하 연구원 (우측) 고한길 연구원

(울산=포커스데일리) 바닷속 모랫바닥에 사는 '가오리'는 지느러미를 자유자재로 움직여서 모래 같은 이물질을 털어낸다. 이 모습에 영감을 얻어 물질표면의 오염을 막는 기술이 개발됐다.

UNIST(총장 이용훈) 정훈의 교수팀과 POSTECH(총장 김무환) 이상준 교수팀은 자석에 잘 달라붙는 소재를 이용해 가오리 지느러미를 모방한 '움직이는 표면'을 개발했다.

이 표면을 의료기기나 해양시설, 선박 등에서 액체에 닿는 부분에 적용하면, 미생물에 의한 오염을 막을 수 있다.

정훈의-이상준 교수팀은 표면 자체의 특성이 아닌 '표면의 움직임'을 모방해 기존 자연모사 방오 기술의 한계를 극복했다. 가오리 지느러미가 파도타기를 하듯 연속적으로 바뀌며 이물질을 털어내는 모습에서 실마리를 얻어 움직이는 방오 표면을 만든 것이다.

지느러미 위에는 와류뿐 아니라 다른 힘도 만들어진다. 표면에 대해 수평방향으로 작용하는 ‘전단응력’이다. 이 힘은 지느러미 표면을 마치 빗자루로 쓸어내듯 훑어서 오염물질의 부착을 막는다.

가오리 지느러미 구조

연구팀은 자석에 반응하는 복합소재(Magnetoresponsive composite material)로 만들어진 '인공근육'으로 가오리 지느러미의 움직임을 구현했다. 자석(자기장)이 이동하면 자석 위에 있는 인공근육이 수축하도록 만든 것이다. 인공근육이 수축하는 깊이와 주기를 조절해 오염물질의 부착을 최소화하는 조건도 찾아냈다.

정훈의 UNIST 기계항공 및 원자력공학부 교수는 "이번에 개발된 움직임을 이용한 기술은 기존의 움직이지 않는 방오 시스템의 구조 및 성능적 한계를 넘어서는 것"이라며 "지속적이고 근본적인 오염 방지가 필요한 의료기기나 해양 구조체, 선박 표면 등에 적용 가능하다."고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 11월 30일 게재됐다. 연구수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단 자연모사혁신기술개발 사업의 지원으로 이뤄졌다.

최경호 기자  press@ifocus.kr

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