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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

뼈의 미세구조를 모방하여 개량된 균열에 강한 강철

뼈의 미세구조를 모방하여 개량된 균열에 강한 강철

(Improved Steel Copies Bone Microstructure)


      압력과 균열에 견딜 수 있는 구조재료(structural material)를 어떻게 만들 수 있을까? 대답은 살아있는 생물들에서 발견되는 최적의 설계를 모방하는 것이다. 왜냐하면, 그것들은 사람의 독창성을 훨씬 능가하기 때문이다. 최근 Science(2017. 3. 10) 지의 한 논문에 의하면, 사람의 뼈를 모방하여 균열에 저항하는 개량된 강철(steel)이 개발되었다는 것이다.[1]

사람과 동물의 뼈는 가벼우면서도 매우 강하며, 골절과 피로에 저항하도록 최적으로 설계되어있다. 이들 뼈는 또한 자가 치유력이 있으며, 신체의 나머지 부분과 생리학적으로나 구조적으로 완전히 통합되어 있다. 뼈는 하나님의 창조적 천재성을 드러내고 있는 하나의 훌륭한 사례인 것이다.

뼈의 놀라운 특성은 계층적 수준에서 공학적으로 설계된, 믿을 수 없을 만큼의 탁월한 미세 구조 때문이다.[2] 나노 수준에서 관찰할 때, 콜라겐 단백질로 구성된 작은 섬유들의 네트워크로 복잡하게 겹쳐진 구조가 발견된다. 섬유들은 각 층에서 다른 방향으로 배향되어 있다. 약간 큰 규모에서 관찰하면, 뼈는 강하면서도 가벼운, 격자 같은 모양의 구조를 보여준다. 이러한 유형의 다층공학은 재료공학자들이 오랫동안 추구해왔던 특성으로, 뼈가 특정 방향의 균열에 대해 저항하도록 해준다.

균열 전파(crack propagation)에 관한 역학(mechanics)은 자동차나 고층건물의 건축과 같은 분야에서 중요한 연구 분야이다. 그러한 구조물에 사용되는 재료물질의 특성은 사람의 생명과 안전에 직결되어 있다. 이 때문에 균열에 저항하는 재료물질을 얻기 위해, 과학자들은 오랫동안 연구해왔다.

공학자들의 주된 문제점은 단일 재료물질이 강도(strength, 단단함)와 인성(toughness, 질김)을 함께 갖기가 어렵다는 것이었다. 왜냐하면 이러한 특성은 일반적으로 상호 배타적이기 때문이었다. 매우 강한(단단한) 재료는 부러지기 쉽다. 반면에 질긴(균열에 저항하는) 재료는 유연하고 휘어지는 경향이 있다. 강하면서 동시에 질긴 재료를 개발하는 것은 항상 불안한 타협이었다. 이러한 재료물질의 개발은 도달할 수 없는 공학적 기술인 것처럼 보였다. 그러나 연구자들은 뼈에서 발견된 창조주의 탁월한 공학적 기술을 모방했고, 그들의 발견을 Science 지에 발표했다.[1]

성경은 ”창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그가 만드신 만물에 분명히 보여 알려졌나니...”(로마서 1:20)라고 말씀하고 있다. 최근의 뉴스 기사는 이 심오한 성경의 진리가 완벽하게 사실임을 보여주고 있었다. 사람이 해결할 수 없었던 오래된 공학적 문제가 있었지만, 금속공학자들은 미세구조를 분석하는 현대적 장비들을 사용하여, 위대하신 창조주 하나님이 수행하셨던 놀라운 구조공학을 보고 나서, 초보적이지만 그것을 모방 복사하여 해결할 수 있었던 것이다.

분명 이와 같은 발견은 사람에게 영광을 돌릴 것이 아니라, 전능하신 창조주 하나님께 영광을 돌려야하는 것이다. 그분은 전적으로 신뢰할 수 있는 분이시다.


References

1.Koyama, M. et al. 2017. Bone-like crack resistance in hierarchical metastable nanolaminate steels. Science. 355 (6329): 1055–1057.
2.Tertuliano, O. A., and J. R. Greer 2016. The nanocomposite nature of bone drives its strength and damage resistance. Nature Materials. 15 (11): 1195–1202.

*Dr. Tomkins is Director of Life Sciences at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in genetics from Clemson University.

 

*관련기사 : ‘균열에 강한 뼈’ 모방해 만든 ‘균열에 강한 강철’ (2017. 3. 13. 한겨레)
http://scienceon.hani.co.kr/499199



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.icr.org/article/9954 

출처 - ICR News, 2017. 4. 6.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6592

참고 : 6586|6548|6546|6527|6515|6440|6435|6386|6329|6326|6323|6212|6198|6183|6182|6116|6025|5658|5652|5582|5564|5489|5441|5410|5362|5300|5250|5161|5149|5118|5105|5094|5070|4484|4518|4360|5005|4661|4621|4521|4331|4280|4248|4222|4127|3970|3961|3838|3794|3229|3048|6494|6199|6162|5997|5960|5959|5956|5934|5933|5932|5926|5920|5902|5894|5891|5856|5845|5839|5814|5773|5772|5759|5754|5746|5700|5694|5671|5656|5600|5596|5567|5551|5504|5430|5351|5352|5088|5438|5382|5426|5287|5224|4764|4197|4056|4041|4637|2920



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