아가미의 원리를 이용해서 물속에서 즉석으로 산소를 흡수할 수 있는 장치는 만들지 못하나요?
어류들은 수중 호흡을 하는데 아가미에 물이 들어오면 산소를 뽑아내 흡수하는 것으로 알고있습니다. 아가미를 원리를 본따소 산소를 흡수하는 기계를 만들어낼 수는 없나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
어류 아가미 원리르 본따 물속에서 즉석으로 산소를 흡수하는 장지 개발은 기술적으로 매우 어렵지만 이론적으로는 가능합니다. 아가미는 물속에 녹아있는 산소를 혈액과 물이 반대방향으로 흐르는 역류현상을 이용해 효율적으로 산소를 추출합니다. 이를 인공적으로 구현하려면 매우 큰 표면적의 미세한 막과 효율적인 가스교환 시스템, 그리고 물속의 낮은 산소 농도 문제를 극복해야 합니다. 현재 수중 호흡 장치(예:스쿠버탱크)는 압축공기나 산소를 저장해 사용하는 방식이며, 아가미 원리를 완벽히 모방한 장치는 상용화되지 않았습니다. 이는 물속 산소 농도가 낮고, 미세한 산소 분자를 효과적으로 분리해내는 기술과 에너지 요구량이 매우 크기 때문입니다. 따라서 아가미 원리를 응용한 수중 산소 추출 장치는 연구중이나, 아직 실용적이고 휴대 가능한 장치는 개발되지 않은 상태입니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
2011년 뉴스를 발췌해보면
한국기계연구원이 ‘인공아가미’ 기술을 개발해 특허를 출원했다고 9일 밝혔다.
‘생체모방형 산소공급호흡장치’는 아가미의 원리를 이용해 만들었다. 물 속에 녹아 있는 용존산소(물 또는 용액 속에 녹아 있는 분자 상태의 산소)에서 산소 기체를 뽑아낸다.
이렇게 추출된 산소는 중공섬유로 만든 마스크를 통해 사람의 입으로 전달된다. ‘중공섬유’란 아주 작은 구멍으로 특정 기체를 걸러낼 수 있는 화학섬유인데 정수기 등에 활용된다.
허필우 박사는 “현재는 약간의 ‘용존산소’만 분리할 수 있지만 앞으로 처리량을 늘리면 이 산소는 ‘물’에서 나오기 때문에 물 속에서 ‘무한대’로 사용할 수 있다”고 말했다.
그는 또 “30분마다 교체해야 하지만 무거운 산소통과 달리 별도의 기계장치가 없고 중량이 가볍다”고 말했다.
연구팀은 5년 내에 ‘인공아가미’를 상용화하는 것을 최종 목표로 하고 있다.라고 나옵니다만
상용화에는 여러 문제가 있습니다.
산소소모량 많을 시 위험
해수 산소농도 다양
해수오염 시 사용불능
등 의 위험을 다이버들이 제기하여
아직 상용화 에 애로가 있음으로 압니다
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
산소 투입기나 여과기 등이 이러한 원리를 이용하여 만들어진 것이긴 합니다. 하지만 물고기의 아가미와 동일하게 100% 성능을 내지는 못합니다.
물고기들의 아가미는 물 속의 산소를 효율적으로 흡수하기 위한 구조입니다. 이를 모방해 산소를 추출하는 기계를 만들려는 연구는 이미 진행 중에 있는데요. 인공 아가미 기술은 물에서 산소를 추출해 잠수나 수중 활동에 적용하려는 시도로 예를 들어드리자면 '인공 아가미' 장치가 개발된 사례가 있습니다. 그러나 자연의 아가미만큼 효율적인 기계를 만들기는 기술적 한계가 있고 현재 개발 중인 대부분의 장치는 추가적인 산소 공급이 필요하거나 제한된 용도로만 사용됩니다.
안녕하세요. 박온 전문가입니다.
아가미 원리를 이용해 물속에서 산소를 흡수하는 기계는 이론적으로 가능해요. 물을 흘려보내고 그 안에서 산소를 분리하는 기술이 필요하죠. 현재 연구도 진행 중이지만, 효율적이고 실용적인 장치를 만들기에는 아직 도전 과제가 많습니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
어류 아가미 원리를 모방한 산소 흡수 기계는 개발중입니다.
인공 아가미 기술 : 수중 산소 추출 장치 연구 중
물 전기분해 기술 : moxie 장치 사례
광촉매 이영 기술 : 빛으로 물에서 산소 생성
멤브레인 기술 : 선택적 투과막 이용
아직 효율성이나 실용성 개선이 필요하며 수중 호흡이나 수질 정화 우주 탐사 등 다양한 곳에서 적용 가능성이 있습니다.