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도마뱀붙이의 발바닥 오염을 제거하는 슈퍼소수성 인지질.
(Scientists Discover New Clue to Geckos' Climbing Ability)
Brian Thomas

    도마뱀붙이(geckos)는 벽이나 천장을 마치 바닥을 지나는 것처럼 거꾸로도 쉽게 달려갈 수 있다. 이것은 유리라도 부착할 수 있는 발가락에 있는 특수 패드(pads) 때문이다. 사람이 만든 그 어떠한 접착 기술도 도마뱀붙이 발과 같은 기능에 근접할 수 없었다. 연구자들은 수년 동안에 걸쳐 도마뱀붙이의 발 디자인을 연구해 왔고, 이제 놓치고 있었던 마지막 수수께끼 조각을 발견한 것으로 보인다.

도마뱀붙이의 발가락 패드는 거의 모든 표면에 강력하게 달라붙더라도, 신속하게 그 표면에서 떨어질 수 있다. 그것은 패드에 질긴 단백질 케라틴으로 만들어진 미세한 머리카락과 같은 돌기들이 나있기 때문이다. 이것들은 현미경을 통해서 확대해야만 볼 수 있다. 만약 도마뱀붙이의 발과 미세한 케라틴 섬유가 더럽혀진다면, 달라붙었다 떨어지는 작용은 작동될 수 없다. 이것은 도마뱀붙이가 포식자들에게 쉽게 잡혀 먹히도록 만들었을 것이다.

아크론 대학(University of Akron)의 연구자들은 도마뱀붙이의 발이 어떻게 그렇게 깨끗한 상태를 유지할 수 있는지를 알아내기 위해 조사했고, 그 결과 특별한 종류의 얇은 오일인 인지질(phospholipids)이 제조되고 분비되어 케라틴 가닥을 깨끗하게 유지시키며, 도마뱀붙이 발가락과 걷게 되는 표면 사이에서 임시적인 접촉 접착제로서 역할을 한다는 것을 발견했다.

Journal of the Royal Society Interface에 개제된 한 연구에서, 연구팀은 거의 보이지 않는 도마뱀붙이의 발자국에 남아있는 물질을 발견하는 표면 민감 분광법(surface-sensitive spectroscopy)이라 불리는 기술을 사용해서 그 인지질을 발견했다. UA의 보도 자료에 따르면[1], 이전에 도마뱀붙이 발의 부착과 분리에 있어서 도마뱀붙이 발의 자가 세정 및 유체같은 능력을 이해하는 것은 고려되지 않았다는 것이다. 연구자들은 이 인지질의 성질을 극도로 물에 반발한다는 것을 의미하는 뜻으로 ”슈퍼소수성(superhydrophobicity)”이라 불렀다.

다른 연구 그룹은 ”벌레잡이 식물(pitcher-plant)의 표면을 모방하여 스펀지와 같은 재질을 만들고, 그것을 윤활액으로 채움으로서 미끄러운 액체-주입 다공성 표면(liquid-infused porous surfaces, SLIPS)을 만들어냈다”고 Nature 지의 다른 기사는 보고했다.[2] 벌레잡이 식물 또한 표면 위에 미끄러져서 통(pitcher)으로 떨어지는 곤충을 포획하기 위해 슈퍼소수성 윤활제를 사용하고 있다.

도마뱀붙이 연구의 수석 저자는 ”도마뱀붙이 발자국의 지방질은 합성 접착제를 만들기 위해 노력하는 과학자들에게 중요한 의미를 가지고 있다”고 썼다.[1] 반면에 Nature 지의 저자는 벌레잡이 식물에서 윤활제의 발견은 아마도 의학적 장치, 서리 예방을 위한 코팅, 표면 얼룩 방지 등과 같은 많은 응용성이 있는 새로운 물질의 개발을 선도할 것이다 라고 썼다. 연구자들은 그들이 연구한 것들과 같은 고도의 물질들을 모방하기를 희망하고 있었다. 그러나 ”슈퍼소수성 표면을 만드는 것은 하나의 도전이 되고 있다”는 것이다.[2]

도마뱀붙이가 천정을 거꾸로 달릴 수 있기 위해서는 놀라운 인지질 같은 것들이 더 많이 필요하다. 도마뱀붙이의 운동은 전부-아니면-무(all-or-nothing) 시스템이다. 예를 들어, 이 도마뱀은 곡선의 발가락 패드를 필요로 한다. 자신의 발가락이 평평하다면, 발 전체를 표면에 부착시킬 수는 있으나, 떼어낼 수는 없을 것이다. 그러나 곡선 모양이기 때문에 단지 발패드의 한 부분만이 표면에 접촉한다. 그들의 발가락들을 굴리면서, 도마뱀붙이는 빠르게 반복적으로 발을 제거했다 접촉시키면서 걷거나 달릴 수 있는 것이다.

이것은 특별한 골격들의 정렬뿐만이 아니라, 통합된 신경 근육의 협동을 필요로 한다. 협동, 곡선의 발패드, 미세한 케라틴의 털, 새롭게 발견된 인지질...등 모두가 함께 동시에 존재하지 않는다면, 도마뱀붙이는 과거의 장구한 진화론적 시간 동안 쉽게 먹이감이 되었을 것이다.

이러한 ‘전부 아니면 무(all-or-nothing)’ 시스템을 달성할 수 있는 유일한 수단은 의도적인 창조를 통해서 만이다. 그리고 도마뱀붙이와 벌레잡이식물(pitcher plant)에서 발견된 놀라운 슈퍼소수성은 지성을 가진 과학자들에게는 하나의 연구 과제가 될 것이다. 그러나 지성이 없는 자연에서 우연히 만들어졌다는 것은 불가능한 것이다. 그것은 초월적 지성을 가지신 창조주에게는 전혀 문제될 것이 없다.

 

References

1. Scientists trace gecko footprint, find clue to glue. University of Akron news release, August 25, 2011,
reporting on results in Hsu, P. Y. et al. Direct evidence of phospholipids in gecko footprints and spatula—substrate contact interface detected using surface-sensitive spectroscopy. Journal of the Royal Society Interface. Published online before print August 24, 2011.
2. Nosonovsky, M. 2011. Materials science: Slippery when wetted. Nature. 477 (7365): 412.

 

출처 : ICR News, 2011. 10. 17.
URL : http://www.icr.org/article/6405/
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 도마뱀붙이 발가락의 물리학 (The Physics of Gecko Toes)
2. 한 발 다가선 도마뱀붙이 모방 접착제  (A Step Closer to Gecko Adhesive)
3. 도마뱀붙이의 또 다른 경이 (The Gecko in the Flight Simulator)
4. 고성능 야간 카메라인 도마뱀붙이의 눈 (Gecko Eyes Make Great Night Vision Cameras)
5. 완전한 도마뱀붙이가 1억년 전(?) 호박에서 발견되었다. : 경이로운 발바닥 구조도 이미 존재하고 있었다. (Fully Gecko 40 Million Years Earlier?) 
 
 
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