곤충은 어떻게 천장에 붙어 있을 수 있나요?
안녕하세요.
벽이나 천장 등에 붙어 있는 곤충을 보다가 궁금증이 생겼는데,
이 곤충들은 중력을 거스르고 붙어 있는건데 어떻게 가능할까요?
유리처럼 매끄러운 곳에도 곤충들은 잘 붙어 있는데 특별한게 있을까요?
7개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
곤충의 다리에는 비뉴턴 유체가 분비되고, 벽이나 천장에 붙어 있을 때는 비뉴턴 유체가 고체화되어 자신의 무게보다 100배에서 300배 이상 강력한 부착력이 발생해 벽이나 천장에 붙어 있을 수 있게 됩니다.
그리고 발을 떼고자 하면 발목마디를 구부러뜨려 강한 응력이 집중되도록 해서 뗍니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
가장 기본적으로 곤충은 매우 작은 질량을 가지고 있고 곤충의 발다닥을 자세히 보면 빨판 역확을 하는 무수히 많은 털들이 있습니다. 이를 통해 어디든 붙어 있을 수 있습니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
곤충이 어떻게 벽에 붙어있고 심지어 이동까지 하는가는 아직까지도 논쟁이 많은 주제입니다.
17세기 1664년 영국의 의사이자 실험가인 헨리 파워는 파리의 발 끝에서 끈적이는 액체가 나와 붙을 수 있다고 주장했었습니다. 이후 이 주장은 우리에게 현미경의 발명가로 알려진 로버트 훅(진짜.. 현미경의 발명가는 아닙니다..)에 의해 부정이 됩니다. 우리가 흔히 알고 있는 털로 인해 붙을 수 있다며 현미경 보드라는 책을 통해 주장했었죠.
그리고 현재.. 아직도 이 부분은 연구중입니다.
하지만 지금까지 알려진 바로는 파워의 주장처럼 곤충의 발 끝에 나노미터 두께의 미세한 액체막을 형성한다는 사실이 밝혀졌습니다. 물론 파워의 주장처럼 단순하지는 않았고 그 액체의 내용도 밝혀지지 않았습니다.
또한 매끈한 곤충의 발과 털이 난 곤충의 발 모두 액체막이 형성되는데 무엇이 더 효과적인가에 대한 논쟁도 아직은 진행중입니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
곤충의 다리를 유심히 봐보면 나뭇가지 형태로 잔털이나 뾰족한 부분이 있음을 알 수 있습니다. 이러한 다리의 구조는 갈고리나 고리 형태가 되어 조금이라도 울퉁불퉁한 면이 있을 경우 잘 달라 붙어 떨어지지 않을 수 있죠. 그래서 곤충이 천장이나 벽에도 잘 붙어 있는 이유입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
벌레들의 다리에는 인간의 눈으로 볼수 없는 섬모나 갈고리같은 털이 나있어요 또는 흡착판 같은 형태가 있는 벌레도 있구요 그래서 벽이나 천장에 붙을수가 있어요 그러나 이런 벌레들도 유리같은 매끄러운 표면을 기어가다 떨어지는 경우가 있어요. 그래고 몸이 가볍다보니 여러개의 다리로 하중이 분산되기도 합니다.
곤충들은 표면에 잘 달라붙기 위해 나노미터(nm, 1nm=10억분의 1m) 두께의 얇은 액체막을 이용한다. 곤충들은 단순히 한 종류의 액체 성분을 내놓는 게 아니라 두 종류의 액체 성분을 분비한다. 한 종류는 상대적으로 양이 많으며 기름 성분으로 며칠이 지나도 안정적으로 존재했다. 다른 종류는 양도 적고 휘발성이 강한 물과 같은 성분이었다.
연구자들은 곤충이 분비하는 액체가 ‘빙햄유체(Bingham fluid)’라고 설명한다. 빙햄유체란 미국의 화학자 유진 빙햄이 특성을 수식화한 유체로 가만히 놔두면 고체처럼 탱탱하지만 힘을 주면 액체처럼 흐른다. 빙햄유체의 이런 특성은 액체에 분산돼 있는 작은 입자가 약한 네트워크를 형성하기 때문이다. 외부에서 힘을 주지 않으면 이런 약한 힘으로도 형태를 유지할 수 있지만 힘을 주는 순간 네트워크가 깨져 액체가 된다. 곤충의 발이 분비하는 액체에서 미세한 물방울이 작은 입자의 역할을 하는 셈이다. 그 결과 파리는 가만히 있을 때는 액체가 고체화돼 벽에 붙어 있지만 날려고 벽 반대쪽으로 힘을 주는 순간 점성이 낮은 액체가 돼 쉽게 떨어진다.
참조 : 과학동아 / 이미지 : Micrographia, 실험생물학저널, Thomas Endlein, Walter Federle
