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| 국립생태원이 주최한 '자연모사 아이디어' 공모전에서 최우수상을 수상한 순천향대 김민지 학생.(사진제공=순천향대학교) |
국립생태원이 주최한 '자연모사 아이디어' 공모전에서 순천향대학교(총장 서교일) 김민지(여. 전자물리학과 4년) 학생이 최우수상을 수상했다.
17일 순천향대학에 따르면 '자연모사란 무엇일까요', '자연에서 영감을 얻다' 두 가지 주제로 열린 이번 공모전은 전 국민을 대상으로 자연에 대한 연구와 모색을 통해 사람을 이롭게 하는 아이디어를 발견하기 위해 마련됐다.
김민지 학생의 출품작은 '딱따구리의 부리는 어떻게 충격을 잘 견딜까?'란 연구결과다.
부리로 나무를 찧는 딱따구리는 초속 7m/s로 찧으면서도 뇌에 손상을 받지 않는데, 그 이유가 무엇인지 생각하던 김 양은 다른 새들의 부리와는 달리 딱따구리의 부리에 ‘기포층’이라는 층이 존재한다는 것을 알게 됐다. 기포층은 다공률이 35%~60% 정도로 기공이 뚫려 있는 층을 말한다.
김 양은 기포층의 기공 패턴이 충격을 흡수하는 데 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해 실험을 진행했다.
딱따구리의 부리와 최대한 비슷한 환경을 만들기 위해 다공률을 50%로 조정하고 딱따구리의 기포층을 전자 현미경으로 확대한 자료를 근거로 기포층에 분포하는 기공을 5가지 패턴으로 분류, 모델링 후 제작했다.
5가지 유닛셀(unit-cell)로 유압 실험과 위치에너지를 이용한 에너지 흡수 실험을 진행해 각 패턴 별로 충격을 흡수할 수 있는 정도를 측정했다.
연구 결과 일자 180°의 구조가 가장 효율적으로 충격흡수에 강하다는 것을 알 수 있었고, 딱따구리 기포층의 기공 분포율이 실험 결과와 일치하는 것을 검증 할 수 있었다.
김 양은 “예상치 못한 오차들 때문에 다시 원점으로 돌아올 때는 포기하고 싶었다. 그때마다 지도교수님과 함께 힘을 내 준 조원들 덕분에 수상까지 이어질 수 있었다”며 “더 많은 자연 모사 기술들이 출현 할 수 있도록 생태계에 관심과 노력하는 자세를 가지겠다”고 말했다.
이상욱 지도교수는 “연구결과를 통해 딱따구리의 기포층의 기공을 모사하고 실생활에 적용 가능하도록 개발한다면 자동차 범퍼 등 기존의 내구성과 강도, 재료 절감을 요하는 모델을 더욱 효율적인 모델로 대체할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.
