‘물에 뜨는 금속’ 개발…“불개미와 물거미서 영감 받아”

출처: 로체스터 대학 (University of Rochester)

영국 로체스터 대학(University of Rochester) 연구진이 물에 뜨는 금속을 개발했다.

남아메리카에 서식하는 불개미(Solenopsis invicta)는 둥지에 물이 차오르면 서로 연결해 ‘뗏목’과 같은 부유체를 만들어 떠다니는 능력이 있다. 로체스터 대학 연구진이 이를 모방해 물에 뜨는 금속을 개발했다.

심지어 물에 떠 있는 불개미 뗏목은 물결이 일거나 막대기로 밀어 넣어도 잘 흩어지지 않는 탄력과 부유성을 갖고 있다.

로체스터 대학 연구진이 공개한 동영상을 보면, 금속을 핀셋으로 물속에 깊이 잡어 넣어도 떼는 순간 물 위로 금세 떠오른다.

연구 결과는 미국 화학회(ACS)가 발행하는 복합 자연과학 분야 국제학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ 온라인판에 논문명 ’Highly Floatable Superhydrophobic Metallic Assembly for Aquatic Applications‘으로 11월 6일(현지시각) 실렸다. 

획기적인 이 금속이 떠오르는 것은 표면 장력 덕분이다. 얇은 알루미늄판 2장을 나란히 겹치게 하고 펨토초 레이저로 초소수성(SH, Super-Hydrophobic) 표면 처리를 했다. 복잡한 마이크로 나노 스케일 패턴으로 금속 표면을 처리한 획기적인 기술이다.

연구진은 “물속에서 사는 물거미가 몸체 표면에 공기층을 만드는 능력에서 영감을 얻어 새로운 기술을 개발했다”고 설명했다.

이 알루미늄판은 무려 수개월 동안 물속에서 떠오르는 능력은 떨어지지 않았다. 심지어 드릴로 구멍을 뚫어도 가라앉지 않는다.

현재 사방 1인치(약 2.54cm)를 가공하는데 1시간 정도 걸리지만 7배 이상 출력을 가진 레이저를 이용하면 가공 시간을 대폭 단축할 수 있다. 

이번 연구는 빌&멜린다 게이츠 재단(Bill & Melinda Gates Foundation)과 미 육군 연구소(US Army Research Office), 미 국립 과학재단(National Science Foundation)의 지원으로 개발됐다.

앞으로 이 획기적인 기술은 선박은 물론 해상 장비에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 

김들풀 기자 itnews@