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생체모방 방호복

자연의 패턴을 모방한 방호복을 3D 프린터로 인쇄한다

MIT 미디어랩의 매개물질연구단장 네리 옥스먼 박사는 인간의 조직을 모방한 인공피부와 방호복을 설계했다.

어류의 비늘, 거미줄 등 자연의 무늬들은 컴퓨터 모델링이 가능한 나름의 논리적 패턴을 지닌다는 게 그녀의 주장이다.

"가장 흔한 예로 '반응확산계(reactiondiffusion system)'를 들 수 있어요. 인간의 피부색도 색소를 이루는 화학물질들의 상호간 반응력에 의해 그 분산 형태가 결정된 결과에요."

옥스먼 박사는 방호복 개발을 위해 동료인 크레이그 카터 박사와 함께 반응확산계에 기반한 제작 공식들을 도출했다. 그리고 이를 바탕으로 3D 프린터의 원료인 광중합체 합성 소재의 사용량과 인쇄 위치를 결정할 비트맵을 생성했다. 이후 비트맵을 3D 프린터에 입력, 방호복 역할을 할 경사기능재료(FGM)를 인쇄했다.

이렇게 16미크론 두께의 광중합체를 여러 겹 인쇄해서 만든 방호복은 인간의 모공처럼 기능성이 뛰어나다.

"인간의 피부 구조도 FGM과 크게 다르지 않아요. 표피의 모공은 크지만 심층부는 좁아 효과적인 보호벽을 만들죠."

현재 반응확산계에 기반한 옥스먼 박사의 인공피부와 방호복은 기존의 기능성 방호복을 뛰어넘는 신기술로 인정받고 있다.

광중합체 (光重合體)
빛의 조사에 의해 모노머(단량체)에서 폴리머(중합체)로 변하는 고분자 화합물.

경사 기능 재료 (Functionally Gradient Material)
재료의 두께 방향으로 성분과 조성을 연속적으로 변화시킨 소재. 여러 소재를 조합해 판 모양의 재료 앞뒤가 서로 다른 성질을 갖게 할 수 있다.












하늘에서 뭐가 떨어졌다고?

고기
1876년 7㎝ 정도의 고깃덩어리들이 미국 켄터키주 올림피안 스프링스의 하늘에서 비처럼 쏟아졌다. 당시 지역신문에는 "두 명의 신사가 고기의 맛을 보더니 양고기나 사슴고기 맛과 비슷하다고 밝혔다”는 보도가 실렸다. 영국 왕립미시학회(RMS)의 한 과학자는 죽은 말을 뜯어먹은 독수리들이 마을 상공에서 고기를 토해낸 것이라는 견해를 피력하기도 했다.

오징어
1997년 6월 영국령 포클랜드 제도의 해안에서 낚시를 하던 남자가 하늘에서 떨어진 냉동 오징어에 머리를 맞아 이틀간 의식불명 상태에 빠졌다. 오징어의 출처는 지금껏 밝혀지지 않았다.

젤리
2008년 스코틀랜드의 한 등산객이 산행 중 우연히 자동차 휠 캡 크기의 투명 젤리 덩어리를 발견했다. 그가 BBC 라디오에 출연, 당시 상황을 얘기하자 영국 전역의 많은 청취자들이 비슷한 젤리를 봤다며 전화를 걸어왔고 일부는 증거사진까지 보냈다.

개구리와 두꺼비를 잡아먹은 새들이 독이 들어있는 난소를 토해낸 것이라는 추측이 많았는데 영국 매콜리연구소가 이 물질의 DNA 분석을 실시했지만 결론을 내리지는 못했다.

개구리
2009년 여름 일본 혼슈 이시카와현 하늘에서 개구리, 올챙이, 물고기들이 무더기로 쏟아졌다.

과학자들은 강력한 계절성 용오름들이 이 생물들을 물에서 빨아올린 뒤 지상에 떨어뜨린 것이라는 가설을 내놓았다.

파란색 공
올해 1월 영국 도싯의 본머스 지역에서 직경 2.5㎝ 정도의 반투명한 파란 젤리 공들이 우박처럼 내렸다. 본머스대학의 과학자들은 당초 이것을 무척추 해양생물의 알이라고 추정했지만 분석을 통해 폴리아크릴산나트륨인 것을 밝혀냈다. 이 물질은 생리대나 정원에서 수분흡수에 사용되는 화학흡수체다.

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