문어 빨판의 돌기 비밀 규명 ‘수중 패치 소재’ 세계 첫 개발

성균관대 화학공학·고분자공학부 방창현(사진) 교수팀은 문어 빨판의 독특한 돌기의 원리를 규명하고 이를 모사(模寫)해 습한 환경에서도 탈·부착이 가능한 패치 소재를 세계 최초로 개발했다고 14일 밝혔다. 사람 피부에 붙여 내부 생체신호를 감지할 수 있는 웨어러블 전자소자나 약물을 장착한 상처 치료 패치 개발 등에 응용될 수 있다는 평가다. 동식물의 독특한 구조 등에서 아이디어를 얻어 제품을 개발하는 생체 모방기술이 활용됐다. 연구 결과는 과학 학술지 네이처 15일자에 게재됐다.

연구팀은 강력한 흡착력을 갖는 문어의 빨판 내부에 존재하는 입체(구형) 돌기 구조에 주목했다. 빨판 내부 표면에서는 물 같은 유체의 응집력을 통해 ‘부압’이 증가된다는 사실을 처음 밝혀냈다. 부압은 물체 내부가 외부와 단절될 때 물체 내부 기압이 감소돼 압력 차이로 생기는 흡인력을 말한다.

연구팀은 탄성 있는 말랑말랑한 고분자 소재로 문어 빨판 속 돌기와 유사한 구조를 고밀도로 배열한 패치를 제작했다. 물방울이 맺힌 습한 유리표면과 물과 오일 속 유리표면에 실험한 결과 수직 점착력이 높음을 확인했다.

민태원 기자 twmin@kmib.co.kr