“가볍고 견고한 이상적 소재”… 연구 성과자연의 상업적 활용 사례 많아

누에고치로 만든 자동차 패널, 모바일폰이 내장된 ‘스마트’셔츠, 보호색으로 위장이 가능한 의류 등의 현실화가 머지않을 전망이다.

미 공군의 일부 자금 지원하에 과학자들이 자연을 응용한 제품이나 소재 개발에 상당한 성과를 거두고 있다고 로이터통신이 2일 보도했다.

이러한 진전은 비용 증가와 천연자원의 고갈로 어려움을 겪고 있는 관련업계에 변화의 돌파구를 안겨주고 분쟁의 산물인 지뢰를 제거해야 하는 국가에서는 인명을 구하게 될 것으로 기대된다.

옥스퍼드 대학 데이비드 포터와 푸지아 첸 교수는 영국 왕립협회 학회지에 게재한 연구보고를 통해 누에고치는 매우 가볍고 튼튼한 구조로 되어 있어 헬멧과 가벼운 보호장구를 만드는 신소재로 이용할수 있다고 밝혔다.

누에고치는 번데기 상태의 누에를 외부의 여러 위험으로 부터 보호하기 위해 놀라울 정도로 최상의 구조로 진화했다는 것.

포터와 첸 두 교수는 “누에고치의 구조는 가볍고 강하며 구멍이 나있어 ‘바이오 복합재료’로 개발하는데 이상적이다”고 말했다.

이와 같은 연구결과를 활용하면 인체에 치명상을 가져오는 폭발물의 특정 성분을 소멸시킬수 있는 가벼운 보호장구를 만들수 있다.

특히 중국이나 인도같이 빠르게 성장하는 자동차시장에서 자동차 패널용 신소재로 각광받을수 있다고 두 교수는 지적했다.

옥스퍼드대 연구팀을 이끌고 있는 프리츠 볼라스 교수는 “현재 천연 실크시장에서 생산되는 누에고치는 연간 50만톤에 달해 공급에 문제가 없다”고 말했다.

그는 누에고치의 대부분이 섬유 재료로 쓰이지만 매우 튼튼하고 내구성이 높은 자동차 패널 재료로 활용할수 있는 잠재력을 갖고 있다고 강조했다.

또한 누에고치는 생산 과정에서 가축과 달리 메탄가스를 방출하지 않기 때문에 이산화탄소로 인한 환경오염 위험도 없다고 볼라스 교수는 지적했다.

그러나 누에고치를 자동차 패널 등에 사용하기 위해서는 아직 더 많은 연구가 필요하다.

포터 교수는 다음 단계로 누에고치에서 발견된 구조체계를 복제해서 젤(gel)을 주입한 기본 소재로 만드는 방법을 개발해야 한다고 말했다.

자연세계에서 발견된 구조체계를 상업적으로 활용한 사례는 매우 많다.

먼지나 진흙으로 부터 스스로 청결을 유지하고 있는 연꽃잎의 구조에 착안해 자동세척 기능을 갖춘 윈도와 외부 도장용 페인트를 개발했다.

벨크로(Velcro) 접착천은 스위스 과학자 조르주 드 메스트랄이 시골길을 걷고 난 후 바지에 붙어있는 야생 엉겅퀴 꽃을 보고 개발한 것이다.

오징어나 무늬가 있는 열대어인 제브라피시의 색조 변화 기능은 인공 근육과 위장용 의류에 사용되고 있다.

영국 엑세터대학 연구팀은 지난주 재료분야 국제학회지인 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 실린 연구보고를 통해 “전기 전도성이 있는 매우 투명하고 가볍고 신축성있는 소재를 개발했다”고 밝혔다.

혁명적인 물질인 그라핀(Graphene)에 기반한 신 소재는 일종의 탄소로 원자 한개의 두께이면서 강철보다 100배나 강하다.

이 소재를 활용하면 모바일폰이나 MP3플레이어 등이 내장된 의류 개발을 앞당길 것으로 기대된다.

엑세터대학 연구팀이 ‘그라프엑세터’라고 명명한 투명 물질은 ‘스마트’ 티셔츠 이외에 기존 제품보다 효율이 30% 높은 태양전지판에 활용할 수 있다고 로이터통신은 전했다.

연합뉴스