오늘날 과학의 가장 중요한 화두 중 하나는 '나노(1㎚=10억 분의 1m)' 세계의 비밀을 파헤치는 것입니다. 이런 나노 세계를 항해하는 과학자들에게 나침반 역할을 하는 것이 바로 '사진'입니다. 1981년 개발된 주사터널링현미경(STM·Scanning Tunneling Microscopy) 등을 이용해서 나노 세계를 들여다볼 수 있게 되었기 때문입니다.
그렇다면, 사진으로 본 나노 세계의 모습은 어떨까요? 홍진기 미국 MIT 연구원(화학공학과 Post-Doctor)과 강상욱 상명대학교 교수(화학과)가 여러분에게 나노 세계의 비밀을 살짝 보여줍니다. 일주일에 화, 목 두 차례씩 여러분을 찾아갈 세상에서 제일 신기한 사진과 함께하는 특별한 과학 에세이 '나노 세계 여행'을 놓치지 마십시오. <편집자>
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| ⓒ홍진기 |
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| ⓒ홍진기 |
자연은 가장 위대한 과학이다. 과학적 호기심의 종착역은 우리가 보고 느끼는 모든 자연의 신비를 정확하게 파악하고 재연할 수 있는 능력을 갖출 수 있을 때가 아닐까 싶다. 자연과학의 신비를 모두 알고 있는 세상에서는 스파이더맨이 단지 건물 사이를 날아다니기 위한 용도만으로 거미줄을 쓰지는 않을 것 같다.
그는 커다란 계열 회사를 설립하여 거미줄을 구성하는 단백질을 응용하고 조합화, 집적화, 대형화 하여 현대 건축, 전자·전기 재료, 군사, 생명과학 등 모든 분야에서 비약적인 발전을 이룩했을 것이다. 총알도 막을 수 있는 방탄조끼나 강철보다도 '같은 질량 단위'에서 더 강한 것이 바로 거미줄을 구성하는 실이라는 사실은, 우리가 미처 알지 못하는 엄청난 비밀과 지혜가 자연 속에 비일비재하다는 것을 알려주는 하나의 단서일 뿐이다.
우리의 눈에 얇은 하얀 실로 보이는 거미줄을 전자 현미경을 통해 들여다보자. 거미줄은 거미가 만들어 낸 실 자체에 숨은 위대한 과학뿐만 아니라 이를 효과적으로 구조화하여 그 쓰임을 극대화 한, 하나의 과학 작품이라는 것을 알 수 있다. 기본적으로 거미줄은 가운데에서 바깥 방향으로 방사선 형태로 뻗어 나오는 실과(위) 그 실들을 연결 해 주는 나선형의 실로(아래) 구조화 되어 있는데 일반적으로 축을 담당하는 방사형 실들이 훨씬 강하고 두껍다.
이뿐만 아니라, 거미의 종류, 사는 환경, 포획하고자 하는 먹이에 따라서 크기, 무게, 생김새, 습도, 산도, 온도 등에 최적화 된 실로 거미줄 모양을 조합하게 된다. 이렇게 지능화 된 구조로 조합된 거미줄은 한 부분이 손상 되었을 때도 전체 거미줄의 균형이 깨지지 않고 전체적인 틀이 유지되며 구조 전체 역학의 재분배 과정을 거치게 된다.
거미는 최고의 과학자임과 동시에 최고의 건축가인 것이다.
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