도마뱀은 어떻게 표면에 달라붙나요?

Question

볼때 마다 신기해서 여쭤봅니다. 도마뱀 등 일부 파충류들은 매끄러운 표면에 잘 붙어 있는데, 어떠한 과학적 원리 혹은 신체적인 원리가 동작하는지 궁금합니다.

대견한멧새88 · Accepted Answer

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.도마뱀 등 일부 파충류들이 매끄러운 표면에 잘 붙는 원리는 여러 가지가 있습니다. 이러한 원리는 도마뱀 등이 높은 곳에서 떨어지지 않고 오랫동안 머무를 수 있게 해주는 중요한 생존 전략입니다.그 중 하나는 반력력(Adhesive force)과 접촉면적(Contact area)입니다. 도마뱀 등의 발바닥에는 작은 접착력 분자인 발톱이 있습니다. 이 발톱은 표면과 맞닿은 부분을 최대한 늘려 반력력을 높이고, 표면의 미세한 공극에 끼이게 되면 발톱의 끝부분이 표면에 따라 곡선을 그리며 미세한 공극에 맞게 변형됩니다. 이렇게 되면 발톱과 표면 간의 접촉면적이 증가하게 되고, 이에 따라 접착력이 증가하게 됩니다.또한, 도마뱀 등의 발바닥에는 굳은 굳은 물질인 각질이 있습니다. 이 각질은 표면에 붙어있는 때나 먼지 등을 제거하고, 발바닥이 표면과 밀착되도록 돕습니다.또 다른 원리는 침투력입니다. 일부 도마뱀은 발바닥의 표면에 물방울이 모이지 않도록 수액을 분비합니다. 이러한 수액은 표면과의 침투력을 높이기 위해 표면의 미세한 공극에 스며들어 갈 수 있습니다.이러한 원리들은 도마뱀 등이 매끄러운 표면에 잘 붙는 원리 중 일부입니다. 이러한 원리들은 자연계에서 우수한 부착력을 갖는 신소재나 로봇 등을 개발하는 데에도 적용될 수 있습니다.

아테나 · Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.도마뱀의 발바닥을 현미경으로 자세히 보면(아주아주) 털의 끝부분이 숟가락처럼 살짝 벌어져 있다.이 때문에 어떤 벽이든 자유자재로 오를 수 있다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 도마뱀 등 일부 파충류들이 매끄러운 표면에 잘 붙어 있는 것은 마찰력과 관련이 있습니다. 이들 파충류들은 발바닥에 있는 손가락 끝에 작은 손톱 같은 구조물을 가지고 있습니다. 이러한 구조물은 마찰력을 증가시키고, 표면에 달라붙을 수 있도록 합니다.또한, 이러한 파충류들은 발바닥에 있는 작은 구멍들에는 각각 수천 개의 미세한 끈으로 이루어진 패드가 있습니다. 이 끈들은 표면에 달라붙는데 있어서 중요한 역할을 합니다. 이 끈들은 각각의 미세한 접착력을 가지고 있어서, 표면에 달라붙을 때 이 끈들이 표면에 밀착되면서 접착력을 증가시키고, 떨어지지 않도록 합니다.이러한 구조물과 끈들은 미세한 접착력과 마찰력의 조합으로 인해 파충류들이 수직으로 또는 거꾸로 뒤집어져도 매끄러운 표면에 달라붙을 수 있는 것입니다. 이러한 구조물과 끈들은 인간이 개발한 접착제 및 침수성 재료에 영감을 주는데 활용될 수 있습니다.

은혜로운황새59 · Answer

안녕하세요. 김지윤 과학전문가입니다.도마뱀이 표면에 달라붙는 방법은 다양하지만, 대표적으로 두 가지 방법이 있습니다.첫 번째로는 마찰력을 이용하는 방법입니다. 도마뱀의 발바닥에는 소량의 미세한 가시 모양의 구멍이 있어서, 이를 이용해 표면의 작은 돌기와 결합하면서 달라붙습니다. 이 방법은 일반적으로 건조한 환경에서 사용되며, 도마뱀의 발바닥이 마른 상태일 때 가장 효과적입니다.두 번째로는 집게처럼 발톱을 이용하는 방법입니다. 일부 도마뱀은 발톱 끝에 있는 작은 집게 모양의 구조물을 이용해 표면에 달라붙습니다. 이 방법은 주로 습한 환경에서 사용되며, 발톱의 집게 구조가 물방울과 같은 작은 입자를 붙잡는 데에 특히 효과적입니다.이러한 방법들은 도마뱀이 수직으로 높은 벽을 오르거나 천장을 걷는 등 다양한 환경에서 이동할 수 있도록 도와줍니다.

말끔한관박쥐166 · Answer

안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.도마뱀이 벽을 타는 원리는 반데르발스힘입니다. 반데르발스힘에 대해 간단히 설명하자면 분자간 상호작용의 일종으로 전기적으로 중성인 분자들이 가까운 거리에 있을 때 서로 잡아당기는 힘이 있는데 이 힘으로 달라붙을 수 있게 되는 거지요. 물론 단순히 털이라고 했지만 우리눈에는 보이지도 않는 수십억개의 털이 있습니다. 이 털들 하나하나에 작용하는 힘들이 모두 모이면 도마뱀의 몸무게를 지탱할 정도로 강력한 접착력을 보일 수 있는 거지요.좀 더 자세히 설명하면 이 발바닥을 확대해 보면 매우매우얇은 강모가 셀 수 없이 많이 있는데 이 강모는 다시 수백가닥의 섬모로 분리됩니다. 하나의 섬모가 200나노미터이하로 매우 얇은 두깨를 가지고 있는데 이 섬모들이 수억개가 존재하는 거지요.하나하나의 섬모 힘은 매우 작지만 이 작은 힘이 수억개의 섬모에서 발생하기에 매우 강한 접착력이 생기게 됩니다. 섬모 하나마다 작용하는 반데르발스의 힘이 수억 개의 섬모에 의해 발생하면 도마뱀 자기보다도 수배 수십배 무거운 무게도 버틸 수 있는 접착력이 발생하게 되는거구요. 이 힘을 이용해서 표면에 달라붙으며 자유롭게 벽을 이동할 수 있게 되는겁니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.도마뱀이 표면에 달라붙는 것은 그들의 발바닥에 있는 특별한 비늘과 발톱의 조합으로 이루어져 있습니다. 이 비늘과 발톱은 손상된 부분을 빠르게 회복시키는 능력이 있어서 매우 강력한 접착력을 유지할 수 있습니다.이러한 접착력은 바닥면에 작은 기울기와 디테일한 구조를 활용하여 발바닥의 표면적을 최대한으로 확보해, 표면과의 접착력을 높이는 방법으로 도움이 됩니다. 또한, 발톱도 표면에 밀착하여 추가적인 지지력을 제공하고, 발톱 끝에 있는 작은 구멍들은 마찰력을 높여줍니다.

아리따운솔개286 · Answer

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.도마뱀이 표면에 달라붙는 방법에는 여러 가지가 있지만, 가장 일반적으로 사용하는 방법은 발가락에 있는 작은 수족구를 이용하는 것입니다. 이 수족구에는 작은 모세관이 있어서, 표면에 닿으면 모세관 안에 있는 공기를 쫓아내어 진공 상태를 만들어 내게 됩니다. 그리고 진공 상태로 인해 표면과 도마뱀 발사구 사이에 붙음력이 발생하게 됩니다.

김경태 전문가 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.도마뱀은 표면에 달라붙기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 가장 잘 알려진 방법은 마찰력을 이용한 것인데, 도마뱀의 발바닥에는 수많은 작은 모낭이 있습니다. 이 모낭 안에는 수많은 미세한 소용돌이가 형성되어 있어서, 발바닥과 닿은 표면에 마찰력을 높여줍니다. 이를 통해 도마뱀은 수직으로 선 상에도 올라갈 수 있습니다.또한, 도마뱀은 붙잡히는 힘을 높이기 위해 표면과 발바닥 사이에 물질의 분자력을 이용하기도 합니다. 표면과 발바닥 사이에 교차하는 분자 간의 작은 힘이 모여서 전체적으로 큰 붙잡힘 힘을 만들어내게 됩니다. 이러한 방식으로 도마뱀은 수직 벽면이나 천장과 같은 표면에도 달라붙을 수 있습니다.또한, 일부 도마뱀 종은 발바닥에 있는 유독한 점액질을 이용하여 달라붙습니다. 이 점액질은 물방울처럼 표면에 달라붙어 마찰력을 높여줍니다.요약하면, 도마뱀은 발바닥에 있는 모낭과 점액질, 분자력 등을 이용하여 표면에 달라붙습니다. 이러한 특성을 이용하여 로봇공학 분야에서도 도마뱀의 발바닥 구조를 모방하여 벽면이나 천장 등에 달라붙는 로봇을 개발하는 연구가 진행되고 있습니다.

생물·생명

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도마뱀은 어떻게 표면에 달라붙나요?