의류, 신발, 가방 등 일상생활 속 편리하게 쓰이는 벨크로. 값이 저렴하고 손쉽게 사용할 수 있으며 의외로 강력하다는 장점이 있다. 하지만 뗄 때 소리가 크고 벨크로 사이에 먼지 등 이물질이 끼면 접착력이 떨어진다는 단점이 있다. 최근 국내 연구진이 소리가 나지 않고 반복 사용도 쉬운 벨크로를 개발했다.
서울대 기계항공공학부 서갑양 교수팀이 딱정벌레의 날개 결합 원리를 이용해 나노 크기의 새로운 잠금 테이프를 개발했다. 딱정벌레는 날개를 접어 몸체에 붙이고 있다가 필요할 때 소리 없이 날개를 떼어내 날아간다. 연구팀이 딱정벌레의 몸체와 날개를 분석한 결과, 맞닿는 두 면이 같은 모양의 미세섬모로 이뤄진 것을 발견했다. 미세섬모 사이에는 서로를 잡아당기는 반데르발스의 힘이 작용해 강한 접착력을 발휘했다. 하지만 한쪽 끝을 잡고 들어내면 당기는 힘의 방향이 바뀌어 떼어내기 쉬웠다.
연구팀은 딱정벌레의 섬모를 모방해 양면이 동일한 섬모로 이뤄진 잠금 장치를 만들었다. 한 쪽이 갈고리, 다른 한 쪽이 작은 원형 고리로 다르게 만들어야 하는 기존 벨크로의 단점을 보완한 것이다. 또 섬모의 길이와 재료 비율을 달리하면 접착력이 달라진다는 사실을 발견해, 용도에 따라 다양하게 활용할 수 있는 나노~마이크로 크기의 섬모를 만들었다. 수백 마이크로미터(100만분의 1m) 크기였던 벨크로보다 1,000분의 1 작은 크기로 만들 수 있다. 때문에 생활용품, 의료장비뿐 아니라 강한 접착력이 필요한 우주 항공 분야에도 도움이 될 것으로 기대된다.
이 연구결과는 나노기술 및 재료 분야의 권위지 ‘어드밴스드 머티리얼’ 2012년 1월 24일자 표지논문으로 선정됐다.
기사 제공 : KISTI의 과학향기