도마뱀의 발가락 구조를 모방한 혁신적인 미끄럼 방지 기술이 개발되어 겨울철 안전한 보행을 도울 전망이다.
도마뱀 발가락의 비밀
독특한 구조
도마뱀의 발가락 패드는 미세한 털 구조로 이루어져 있으며, 이 털줄 사이의 좁은 홈이 모세관 작용을 통해 물을 자연스럽게 흡수한다1. 이러한 구조는 도마뱀이 젖은 표면에서도 안정적으로 이동할 수 있게 한다.작동 원리
기존 미끄럼 방지 소재들이 물을 밀어내는 방식을 사용한 것과 달리, 도마뱀의 발가락은 물을 적극적으로 끌어당겨 흡착력을 생성한다1.
혁신적인 신소재 개발
소재 구성
연구진은 실리콘 고무와 친수성 지르코니아 나노입자를 결합한 새로운 폴리머를 개발했다. 이 소재는 도마뱀 발가락의 구조를 모방해 레이저로 홈을 새긴 패턴으로 제작되었다.성능
- 1.5밀리초 만에 얼음과 접촉면을 형성
- 지르코니아 나노입자 3~5% 함유 시 최적의 미끄럼 방지 효과 발휘
이 기술은 얼음이 미끄러운 근본적인 원인인 표면의 수막을 효과적으로 제어함으로써, 기존 미끄럼 방지 기술의 한계를 극복할 것으로 기대된다.



도마뱀 발가락에서 영감을 얻은 혁신적 미끄럼 방지 기술의 개발
연구 배경과 문제점: 겨울철 빙판길 낙상 사고는 심각한 안전 문제를 야기합니다. 얼음이 미끄러운 주된 원인은 영하의 온도에서도 표면에 형성되는 극히 얇은 물 분자층 때문입니다. 기존의 미끄럼 방지 기술은 이 수막을 단순히 밀어내는 방식을 사용해 효과가 제한적이었습니다.
도마뱀 발가락의 혁신적 메커니즘:
- 구조적 특징: 발가락 패드에 미세한 털(setae) 구조 보유
- 작동 원리:
- 털 사이의 좁은 홈이 모세관 작용으로 물을 흡수
- 물을 밀어내지 않고 끌어당겨 강력한 접착력 생성
- 젖은 표면에서도 안정적인 접지력 확보
새로운 폴리머 기술:
- 구성:
- 기본 소재: 실리콘 고무
- 첨가물: 친수성 지르코니아 나노입자(3-5%)
- 제작 공정:
- 얇은 시트 형태로 압연
- 레이저 에칭으로 미세 홈 패턴 형성
- 작동 메커니즘:
- 나노입자가 수분을 홈으로 끌어들임
- 1.5밀리초 내 얼음 표면과 접촉
- 강력한 흡입력으로 안정적 접착 형성
연구 성과:
- 최적 성능:
- 지르코니아 나노입자 3-5% 함유 시 최고 효과
- 기존 기술 대비 획기적인 접착력 향상
- 실용성:
향후 전망 및 과제:
- 상용화 가능성:
- 신발 밑창 소재로의 적용 기대
- 대량 생산 기술 개발 필요
- 해결 과제:
- 내구성 및 수명 검증
- 다양한 환경 조건에서의 성능 테스트
- 생산 비용 최적화
결론: 도마뱀 발가락의 원리를 응용한 이 혁신적 기술은 겨울철 보행 안전을 획기적으로 개선할 수 있는 잠재력을 보여줍니다. 현재 상용화를 위한 추가 연구가 필요하지만, 이 기술은 미끄럼 방지 솔루션의 새로운 패러다임을 제시하고 있다.
그루비 도마뱀 발가락에서 영감을 받은 얼음 미끄러짐 방지 신발 개발
최근 연구에 따르면, 그루비 도마뱀의 발가락 구조가 얼음 위에서 미끄러지지 않는 신발을 만드는 데 기여할 수 있다는 가능성이 제시되었다. 도마뱀은 발가락 패드가 물을 밀어내는 것이 아니라 오히려 물을 끌어당기는 특성을 가지고 있어, 젖은 표면에서도 안정적으로 걸을 수 있다. 이러한 현상에서 영감을 받은 새로운 폴리머가 개발되어, 얼음 위에서 미끄러지지 않도록 하는 신발 밑창에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
얼음이 미끄러운 이유는 영하의 온도에서도 얼음 표면에 얇은 물의 필름이 형성되기 때문이다. 이 필름은 얼음 블록 표면의 물 분자가 고정되지 않기 때문에 발생한다. 반면, 얼음 내부의 분자는 다른 분자에 의해 단단히 고정되어 있다. 또한, 우리의 발이 얼음에 가하는 압력은 얼음의 녹는점을 낮추고, 발을 움직일 때 발생하는 마찰은 얼음을 살짝 녹일 수 있는 열을 발생시킨다.
대부분의 미끄럼 방지 신발 밑창 소재는 액체 물을 밀어내는 방식으로 이 문제를 해결하려고 하지만, 도마뱀 발가락에서 영감을 받은 새로운 폴리머는 다르다. 도마뱀의 발가락 패드는 털과 같은 작은 구조로 이루어져 있으며, 이 구조 사이의 좁은 홈은 모세관 작용을 통해 액체 물을 끌어들인다. 이 과정에서 흡입력이 생성되어 도마뱀이 물막으로 덮인 단단한 표면을 걸을 때 발가락이 표면에 빨려 들어가게 된다.
국제 과학자 팀은 실리콘 고무와 친수성 세라믹인 지르코니아의 나노입자를 결합하여 인공 폴리머에서 이 현상을 재현하기로 했다. 이 폴리머는 얇은 시트로 압연된 후, 홈이 있는 패턴으로 레이저로 에칭되었다. 젖은 얼음 부분에 이 시트를 눌렀을 때, 나노입자는 액체 상태의 물을 홈으로 끌어올려 흡입력을 생성했고, 그 결과 시트가 불과 1.5밀리초 만에 얼음과 접촉하게 되었다.
여러 가지 제형을 실험한 결과, 폴리머가 무게 기준으로 지르코니아 나노입자를 3~5% 포함할 때 미끄러짐 방지 효과가 가장 뛰어난 것으로 나타났다. 현재 이 폴리머의 상업적 생산 시점에 대한 정보는 없는 상태이다.
이 연구는 포르투갈 미뉴 대학의 Vipin Richhariya 박사, 인도 벨로어 공과대학의 Ashis Tripathy 조교수, 호주 애들레이드 대학의 Md Julker Nine 박사가 주도하였으며, 최근 저널 ACS Applied Materials & Interfaces에 게재된 논문에 자세히 설명되어 있다.

도마뱀 발가락에서 영감을 얻은 새로운 폴리머, 얼음 미끄럼 방지 신발에 적용될 수 있어
도마뱀은 발가락 패드가 물을 밀어내기 때문이 아니라 물을 끌어당기기 때문에 젖은 표면에서 잡을 수 있습니다. 이 현상에서 영감을 얻은 새로운 폴리머가 개발되어 얼음 위에서 미끄러지지 않도록 도와주는 신발 밑창에 사용될 수 있을 것으로 보입니다.
얼음이 미끄러운 이유
얼음 표면에는 영하의 온도에서도 매우 얇은 물의 막이 형성되어 있습니다. 이 막은 얼음 블록 표면의 물 분자가 그 위에 있는 어떤 분자에도 고정되어 있지 않기 때문에 존재합니다. 우리 발이 얼음에 가하는 압력은 얼음의 녹는점을 낮추고, 마찰은 얼음을 살짝 녹일 수 있는 열을 발생시켜 얼음 표면의 물 층을 더욱 두껍게 만듭니다.
도마뱀 발가락의 비밀
대부분의 미끄럼 방지 신발 밑창 소재는 액체 물을 밀어냄으로써 이 문제를 해결하려고 시도합니다. 그러나 도마뱀 발가락에서 영감을 얻은 새로운 폴리머는 물을 밀어내는 대신 끌어당기는 방식으로 미끄러움을 방지합니다.
도마뱀의 발가락 패드는 털과 같은 작은 구조의 줄로 이루어져 있으며, 이 줄 사이의 좁은 홈은 모세관 작용을 통해 액체 물을 끌어들입니다. 이 과정은 흡입력을 생성하여 도마뱀이 물막으로 덮인 표면을 걸을 때 발가락이 표면에 빨려 들어가도록 합니다.
새로운 폴리머의 원리
국제 과학자 팀은 실리콘 고무와 친수성 세라믹인 지르코니아 나노입자를 결합하여 인공 폴리머에서 이 현상을 재현했습니다. 이 폴리머는 얇은 시트로 압연된 후 홈이 있는 패턴으로 레이저 에칭되었습니다.
젖은 얼음 부분에 시트를 눌렀을 때 나노입자는 액체 상태의 물을 홈으로 끌어올려 흡입력을 생성하고, 1.5밀리초 만에 시트가 밑에 있는 단단한 얼음과 접촉하게 되었습니다.
연구 결과 및 전망
여러 가지 제형을 실험한 결과, 폴리머가 무게 기준으로 지르코니아 나노입자를 3~5%만 함유했을 때 미끄러짐 방지 효과가 가장 뛰어난 것으로 나타났습니다.
이 연구는 포르투갈 미뉴 대학의 Vipin Richhariya 박사, 인도 벨로어 공과대학의 Ashis Tripathy 조교수, 호주 애들레이드 대학의 Md Julker Nine 박사가 주도했습니다. 이 연구 결과는 최근 저널 ACS Applied Materials & Interfaces에 게재되었습니다.
아직 상업적 생산에 언제 도달할지에 대한 정보는 없지만, 이 새로운 폴리머는 얼음 미끄럼 방지 신발 개발에 새로운 가능성을 제시하고 있다.
그루비 도마뱀 발가락은 우리에게 얼음 미끄러짐 방지 신발을 가져다 줄 수 있다.
털줄 사이에 물을 빨아들이는 홈이 뚜렷하게 보이는 Boettger 벽도마뱀의 발
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도마뱀은 발가락 패드가 물을 밀어내기 때문이 아니라 물을 끌어당기기 때문에 젖은 표면에서 잡을 수 있습니다 . 이 현상에서 영감을 얻은 새로운 폴리머는 사람들이 얼음 위에서 미끄러지지 않도록 하는 신발 밑창에 사용될 수 있습니다.
얼음이 미끄러운 근본적인 이유는 영하의 온도에서도 표면에 매우 얇은 물의 필름이 형성되어 있기 때문입니다.
간단히 말해서, 이 필름은 얼음 블록 표면의 물 분자가 그 위에 있는 어떤 분자에도 고정되어 있지 않기 때문에 존재합니다. 반면에 그 단단한 블록 내부의 분자는 그 위, 아래, 그리고 사방에 빽빽이 들어찬 다른 분자에 의해 단단히 고정됩니다.
더불어 우리 발이 얼음에 가하는 압력은 얼음의 녹는점을 낮추고, 얼음 위로 우리 발을 움직일 때 생기는 마찰은 얼음을 아주 살짝 녹일 수 있는 열을 발생시킵니다.
대부분의 미끄럼 방지 신발 밑창 소재는 액체 물을 밀어냄으로써 이 문제를 해결하려고 시도합니다. 그러나 도마뱀 발가락 에서 영감을 얻은 실험적인 새로운 폴리머의 경우는 그렇지 않습니다 .
도마뱀의 발가락 패드는 털과 같은 작은 구조의 줄로 이루어져 있으며, 이를 털이라고 합니다. 이 줄 사이의 좁은 홈은 모세관 작용을 통해 자연스럽게 액체 물을 끌어들입니다. 이 과정은 흡입을 생성합니다. 따라서 도마뱀이 물막으로 덮인 단단한 표면을 걸을 때 발가락은 실제로 그 아래에 있는 표면에 빨려 들어갑니다.
국제 과학자 팀은 실리콘 고무와 친수성(물을 끌어들이는) 세라믹인 지르코니아의 나노입자를 결합하여 인공 폴리머에서 이 현상을 재현하기로 했습니다. 이 폴리머는 얇은 시트로 압연된 후 홈이 있는 패턴으로 레이저로 에칭되었습니다.
그 시트를 젖은 얼음 부분에 눌렀을 때, 나노입자는 액체 상태의 물을 홈으로 끌어올려 흡입력을 생성했고, 그로 인해 불과 1.5밀리초 만에 시트가 밑에 있는 단단한 얼음과 접촉하게 되었습니다.
여러 가지 제형을 실험한 결과, 폴리머가 무게 기준으로 지르코니아 나노입자를 3~5%만 함유했을 때 미끄러짐 방지 효과가 가장 뛰어난 것으로 나타났습니다. 현재 상업적 생산에 언제 도달할지에 대한 정보는 없습니다.
이 연구는 포르투갈 미뉴 대학의 Vipin Richhariya 박사, 인도 벨로어 공과대학의 Ashis Tripathy 조교수, 호주 애들레이드 대학의 Md Julker Nine 박사가 주도했습니다. 이 연구는 최근 저널 ACS Applied Materials & Interfaces 에 게재된 논문에 설명되어 있습니다 . 출처: 미국화학협회