가오리 지느러미처럼…물결치듯 움직여 이물질 부착 차단

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움직이는 방오 표면 기술을 개발한 정훈의 UNIST 교수.
<움직이는 방오 표면 기술을 개발한 정훈의 UNIST 교수.>

울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)이 가오리 지느러미 동작 원리를 모사해 표면 오염물질 차단 기술을 개발했다.

UNIST는 정훈의 기계항공 및 원자력공학부 교수팀과 이상준 포스텍 교수팀이 자석에 잘 달라붙는 소재와 가오리 지느러미 동작 원리를 응용해 외부 이물질을 차단할 수 있는 '움직이는 방오 표면'을 개발했다고 4일 밝혔다.

'움직이는 방오 표면'은 매미 날개, 연잎 구조 등 자연에서 얻은 아이디어를 산업 및 생활 기술로 응용하는 자연모사기법의 하나다. 기존 자연모사기법은 대부분 이미 부착된 오염 물질을 제거하는 데 초점을 맞춰 원천 차단에는 한계를 보였다.

정 교수팀이 개발한 움직이는 방오 표면 실제 이미지.
<정 교수팀이 개발한 움직이는 방오 표면 실제 이미지.>

정 교수팀은 표면 특성이 아닌 '표면 움직임'을 모사해 이러한 한계를 극복했다.

가오리 지느러미는 물결치듯 움직여 이물질 접근이나 접촉을 차단한다. 지느러미가 움직일 때 표면에 소용돌이 흐름인 '와류'가 형성되고, 이 와류는 오염물질 접근을 막는 보호막 역할을 한다. 또 지느러미가 위아래로 움직일 때 표면에는 수평방향으로 '전단응력'이 나타나는데 이 힘이 표면을 마치 빗자루로 쓸어내듯 훑어 오염물질의 부착을 막는다.

정 교수팀은 이 원리를 토대로 자석에 반응하는 복합소재로 '인공근육'을 만들고, 가오리 지느러미와 같은 동작을 그대로 재현하는 '움직이는 방오 표면'을 개발했다. 자석(자기장)을 이동시켜 인공근육을 수축 이완하고 깊이와 주기를 조절해 오염물질 부착을 최소화할 수 있다.

정훈의 교수는 “움직임을 이용한 방오 기술로 기존 정적 방오시스템 구조와 성능 한계를 넘어섰다”면서 “지속적이고 근본적인 오염 방지가 필요한 의료기기나 해양시설, 선박 등의 액체와 맞닿는 표면에 적용하면 각종 미생물에 의한 오염을 막을 수 있다”고 말했다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com