!["우리는 나비 날개처럼 자연에서 정말 멋진 것을 모방하는 데 집중하는 경향이 있다. 하지만 불개미의 행동처럼 우리가 자연에서 그다지 흥미롭지 않지만 여전히 놀랍도록 유용한 것들을 모방하는 것도 가치가 있다.그다지 사랑받지 못하더라도 정말 인상적인 것을 모방하는 것은 좋은 일이다. 그런 생물에게서 많은 것을 배울 수 있기 때문이다. [사진=formulanone/Wikimedia Commons]](/media/remote?u=aHR0cHM6Ly9jZG4uYmx1ZWNvbm9teS5jby5rci9uZXdzL3Bob3RvLzIwMjQwMS8yMzA2XzI4MjNfMTcyMy5wbmc&s=271fff64445fe74aadd94a0010592c98)
가장 공격적이고 영토를 침범하며 독성이 강한 개미 종(種) 중 하나인 불개미가 사용하는 생존 전략은 로봇 공학, 의학 및 공학에 혁명을 일으킬 수 있는 길을 열어줄 수 있다.
불개미는 홍수에서 살아남기 위해 일시적으로 다리를 서로 연결하여 뗏목과 같은 구조를 만들어 집단적으로 물에 떠서 안전한 곳으로 이동한 다음 다시 개별적인 형태로 돌아간다.
미국 텍사스A&M대학은 카네기멜론대학 및 콜로라도대학 연구진과 함께 이러한 자연스러운 과정에서 영감을 얻어 합성소재가 열, 빛, 용제 등의 환경 변화에 대응하여 불개미의 자율적인 조립, 재구성, 분해를 모방할 수 있는 방법을 발견했다고 5일 밝혔다.
첨단 재료과학 국제전문지인 '네이처 머티어리얼즈(Nature Materials)'에 게재된 이 연구에서 연구진은 반응성 하이드로젤, 액정 엘라스토머(elastomer) 또는 구부리거나 비틀 수 있는 반결정성 폴리머를 사용하여 필요에 따라 스스로 조립하고 부피를 변경하며 분해할 수 있는, 모양이 변하는 폴리머 리본을 사용했다.
현재 텍사스A&M대학의 생명공학 및 재료공학과 교수로서 이번 연구를 주도한 테일러웨어는 학부생 시절에 불개미에 관한 기사를 보고 매료되었다고 한다. 이미 재료와 연구에 관심이 많았던 그는 불개미가 홍수 시 독창적인 생존 전략을 사용한다는 사실을 발견하고 경이로움을 느꼈기 때문이다.
테일러웨어 교수는 "우리는 나비 날개처럼 자연에서 정말 멋진 것을 모방하는 데 집중하는 경향이 있지만 불개미의 행동처럼 우리가 자연에서 그다지 흥미롭지 않지만 여전히 놀랍도록 유용한 것들을 모방하는 것도 가치가 있다"며 "그다지 사랑받지 못하더라도 정말 인상적인 것을 모방하는 것은 좋은 일이고, 그런 생물에게서 많은 것을 배울 수 있다"고 말했다.
이처럼 자연을 스승삼아 생물을 모방하고 영감을 얻는 청색기술을 사용하면 침습적인 절차 없이 인체와 같이 까다로운 환경에서도 구조물을 만들고 조작할 수가 있다. 반응성 하이드로젤, 액정 엘라스토머 또는 구부러지고 비틀리는 반결정 폴리머 리본을 사용하여 고체 생체 물질을 액체처럼 움직이는 형태로 분해하여 주입한 후 제자리에 놓으면 재조립할 수 있게 된다.
그는 "이미 형태가 변할 수 있는 재료가 있지만, 불개미처럼 여러 개의 개별 재료 입자가 함께 작동하여 구조를 형성할 수 있다면 정말 멋질 것이라고 생각했다"면서 "자연 다큐멘터리를 보면 불개미가 다리, 뗏목 등을 만드는 것을 볼 수 있지만, 중요한 것은 불개미가 그렇게 했다가 다시 제모습으로 돌아갈 수 있다는 것으로, 반응성 폴리머의 가역적인 형태 변화는 순전히 합성 시스템에서도 유사한 동작을 가능하게 한다"고 설명했다.
향후 응용 연구 프로젝트에는 조직 치유(tissue healing)에 도움을 주기 위해 주입 가능한 바이오 물질(biomaterials)을 사용하는 것이 포함된다. 테일러웨어 교수는 "하지만 근본적으로는 다른 동물 무리에서 볼 수 있는 행동을 모방하고, 입자가 얽히기 전이나 얽히는 동안 유영할 수 있도록 만들어 어떤 일이 일어나는지 이해하는 데 관심이 많다"고 말했다.
이번 연구에는 미국 국립과학재단, 육군 연구소 및 텍사스A&M대학 총장이 출연한 기금이 자금으로 지원됐다.
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