도마뱀붙이는 발에 의해 생성된 인력을 이용하여 거의 어떤 표면이든지 거꾸로 매달

려 걸을 수 있다. 이러한 생각을 염두에 둔 과학자들은 강한 부착 물질을 제조하기 

위해 도마뱀붙이의 발 구조를 모방하려고 하였다. 아크론 대학교(University of 

Akron and) 및 렌슬러 폴리테크 연구소(Rensselaer Polytechnic Institute)에서 개

발된 최근의 방식은 고분자 뼈대에 부착된 다중벽 탄소 나노튜브(multiwalled 

carbon nanotubes)를 사용한다.

 

연구진은 제조된 구조가 도마뱀붙이의 발보다 200배 강한 부착력을 형성하고, 이는 

미소전자 소자에 사용될 수 있다고 주장한다.

 

딱정벌레와 파충류는 살아남기 위해 가장 효과적인 부착 시스템을 진화 및 발전시켰

다는 것은 잘 알려져 있다고 아크론 대학교 Ali Dhinojwala는 말했다. 생물 시스템

은 가파른 수직 표면에 붙을 수 있을 뿐 아니라 의지한대로 떼어낼 수도 있는 완벽

한 메커니즘을 갖고 있다.

 

도마뱀붙이는 강모로 덥힌 5개의 발가락을 갖고 있다. 강모의 말단은 표면과 접할 

수 있는 주걱모양으로 나뉘어져 있어 반 데르 발스 힘에 의해 부착력을 발생한다. 강

모는 표면에 정확히 들어맞도록 변형될 수 있어 반 데르 발스 힘이 작용할 수 있도

록 충분히 가까운 접촉을 형성한다.

 

Dhinojwala 연구진은 화학 증착법에 의해 석영 혹은 실리콘 매질에 다중 벽 탄소 나

노튜브를 침착시킴으로써 구조를 모방하였다. 나노튜브는 10-20 nm의 직경과 65 마

이크로미터의 길이를 갖는다. 연구진은 튜브의 상부 25 마이크로미터를 노출하기 전

에 약간의 고분자를 에칭시켜 수직으로 정렬된 나노튜브를 PMMA 고분자로 감쌌다

(그림 참조).

 

주사 탐침 현미경을 이용해 튜브의 부착 거동이 확인되었다. 힘-거리 곡선은 현미경

이 튜브를 접근함에 따라 약한 반발력과 멀어짐에 따라 높은 부착력을 나타냈다. 연

구진은 단위 면적당 최소 힘을 1.6 ± 0.5 × 10-2 nN nm-2로 계산하였다. 이는 전형

적인 강모의 힘을 10-4 nN nm-2로 평가한 연구진의 수치보다 큰 값이다.

 

큰 힘을 지지할 수 있는 강한 부착제와 수회 사용될 수 있지만 큰 힘을 지지할 만큼 

강하지는 않은 ‘포스트잇’ 같은 약한 부착제를 이미 갖고 있다고 Dhinojwala는 말했

다. 큰 힘을 지지할 수 있는 강한 부착력과 동시에 용이하게 표면에서 제거시킬 수 

있는 부착제를 어떻게 개발할 것인가는 남아 있는 도전과제이다.

 

현재 연구진은 보다 큰 표면적에 대해 그리고 구조의 부착력을 최대화하기 위해 고

분자보다 탄성체의 사용에 대한 실험을 수행 중이다.

 

연구결과는 Chemical Communications지에 게재되었다.

 

 

 

  정보출처   http://nanotechweb.org/articles/news/4/8/12/1  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 08월 17일 

  국      가   미국 

  주제분야   화학-기타(C50) 

  원본파일   http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

gubun=trend&down_url=/upload/attssa/Carbon nanotubes mimic gecko 

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