연꽃잎 효과를 이용해 첨단 제품을 만들 수 있을까?
아빠가 밖을 내다보고는 한숨을 내쉬셨어. 먹구름이 가득한 하늘에서는 한 방울, 두 방을 비가 내리고 있었지.
"이런, 비가 오잖아! 힘들게 세차했는데……."
그제야 시우는 아빠가 왜 한숨을 쉬셨는지 알 것 같았어. 모처럼 힘들게 세차를 했는데 비가 오는 바람에 차가 엉망이 돼 버렸거든. 세차를 하지 않아도 차가 늘 깨끗할 수 있다면 얼마나 좋을까?
'자동차를 매번 세차할 필요가 없다!' '유리창을 닦을 필요도 없다!'
우와, 이런 꿈 같은 일들이 가능할까? 물론이지. 연꽃잎을 잘 살펴보면 해답을 찾을 수 있어. 무슨 소리냐고? 연꽃잎은 관리를 해주지 않는데도 늘 스스로 깨끗한 표면을 유지하고 있거든. 어떻게 이런 일이 가능한지 지금부터 자세히 알려 줄게.
연꽃잎 표면에는 오톨도톨한 돌기가 아주 많이 나 있어. 이 돌기들은 물을 아주 싫어하는 '초소수성'을 띠고 있지. 그래서 물이 연꽃잎 속으로 스며들지 않아. 연꽃잎의 돌기들은 지름이 나노미터 정도의 크기로 아주 작아서 한 방울의 물도 스며들지 못하도록 철저히 막고 있거든.
물이 스며들지 않는 것과 깨끗한 것이 무슨 상관이냐고? 물론 상관이 있지! 연꽃잎 위에 떨어진 빗방울은 잎으로 스며들 수가 없으니 동그랗게 뭉쳐져 있다가 작은 움직임에도 미끄러져서 떨어져 버리거든.
이때 동그란 물방울이 굴러떨어지면 먼지들이 함께 쓸려 내려가게 돼. 이것을 '연꽃잎 효과'라고 하지. 연꽃잎 표면의 돌기와 모양은 조금 다르지만 토란잎도 연꽃잎 효과를 내는 식물 중 하나야.
이런 '연꽃잎 효과'를 우리 생활에 이용한다면 정말 편리하겠지? 빗방울이 모든 자동차들의 먼지를 깨끗하게 씻어낼 수도 있을 거야. 또 먼지로 뒤덮인 건물들은 비오는 날이 단체로 목욕을 하는 날이 되겠지.
연꽃잎 효과를 이용한 첨단 제품들은 이미 개발되고 있어. 대표적인 것이 미국에서 개발한 때가 묻지 않는 기능성 옷이야. 옷감의 표면에 연꽃잎처럼 작은 돌기를 아주 많이 붙여서 주스나 콜라가 쏟아져도 손으로 툭툭 털어 내면 깨끗한 원래 모습을 유지할 수 있대.
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로봇으로 바퀴벌레를 잡을 수 있을까?
몇 년 전 프랑스에서는 '바퀴벌레 로봇'이 개발되었어. '인스봇(insbot)'이라고 불리는 이 로봇은 엄지손톱보다 조금 큰 크기의 네모난 상자 모양이야. 하지만 바퀴벌레의 페로몬이 발라져 있고, 바퀴벌레처럼 움직이도록 프로그램이 되어 있지. 그래서 바퀴벌레는 인스봇을 자신들과 같은 동료라고 착각하게 돼.
인스봇은 바퀴벌레가 동료들과 함께 있는 것을 좋아하는 특성을 이용해 바퀴벌레를 밝은 곳으로 유인해 낼 수 있어. 원래 바퀴벌레는 어둡고 습한 곳을 좋아하지만, 동료가 안내하면 그 뒤를 쫓아가거든. 인스봇은 이런 곤충들의 '집단적 행동'을 이용해 바퀴벌레를 없애는 데 이용되지.
바퀴벌레는 인스봇에게 엄청난 배신감을 느끼겠지만 어쩔 수 없는 일이야. 우리에게 많은 아이디어를 주는 바퀴벌레이지만 병균을 퍼뜨리고 우리의 건강을 위협하는 해충임에는 분명하니까.
참! 과학자들은 인스봇의 원리를 응용해 다른 동물의 움직임을 통제하는 로봇도 개발 중이래. 닭이 운동하게 유도하는 '닭 로봇'이나 양의 자살을 막는 '양 로봇'이 대표적인 것들이야.
양의 자살을 막는다니 신기하지? 그건 양의 특성 때문이야. 양들은 자신을 잡아먹으려는 포식자가 나타나면 절벽 아래로 뛰어내리는 경우가 많은데, 이때 다른 양들도 리더를 따라 집단적인 행동을 한다고 해. 바퀴벌레에게서 얻은 힌트 덕분에 양의 집단 자살도 막을 수 있다고 하니 고마운 일이야.