잘려지지 않는 놀라운 구조.
: 자연의 설계는 새로운 슈퍼 소재에 영감을 준다.
(Uncuttable : Designs in nature inspire new super material)
by Lucien Tuinstra
슈퍼맨에 대해서는 모두가 다 들어보았을 것이다. 영화 속의 이 슈퍼영웅은 특별한 재능, 힘, 강인함을 가진 공상적인 사람이다. 어렸을 때 제 생각 중 하나는 이러한 능력들을 결합하여 더욱 강력한 슈퍼맨을 만드는 것이었지만, 그저 공상적인 생각일 뿐이었다. 그러나 때때로 공상 같은 일이 현실에서 일어나고 있다. 최근에 과학자들은 최근 Scientific Reports 지에서 "절단 불가능한 재질"에 대해 보고하고 있었다.[1]
그림 1. 자몽의 껍질은 놀랍도록 탄력적이다. <wikipedia commons>
강하고 유연하다
독일과 영국의 과학자들은 자연에서 발견되는 몇몇 강하고 탄력적인 재질에 대해 주의 깊게 살펴보아왔다. 이들 중 하나는 연체동물인 전복(abalone)의 매우 단단한 껍질 소재로, 전복과(family Haliotidae)의 크고 작은 바다달팽이(sea snails, gastropods, 복족류)의 여러 그룹에서 발견된다. 또 다른 놀라운 구조는 자몽(grapefruit)의 껍질이다. 다른 감귤류와 마찬가지로, 자몽 껍질은 떨어져도 쉽게 부서지지 않는다. 그 이유는 자몽의 껍질은 견고하지만, 유연하기 때문이다. 자몽의 껍질은 에너지를 흡수하여 충격에 저항할 수 있도록 설계되어 있다.
반면에 전복은 유연한 유기 중간층과 단단한 아라고나이트 타일(aragonite tiles)로 만들어진, 진주층(nacre)이라 불리는 단단한 내부 껍질 층을 갖고 있다.(그림 2 참조)[1] 이 구조는 포식자의 공격에 저항하도록 설계되어있다. 왜냐하면 전복은 빠르게 도망갈 수 없기 때문이다. 이 생존 메커니즘은 “수억 년에 걸쳐 진화했다”고 말해진다.[1] 그렇다면 이 물질이 존재하기 이전에, 포식자로부터 보호하기 위해 사용된 방어 시스템은 무엇이었을까? 라는 의문이 제기된다.
그림 2. 전복 진주층 구조의 현미경적 도식. <wikipedia commons / Kebesfig-2>
특성의 결합
과학자들은 전복 껍질과 자몽 껍질에 영감을 받아, 전복 진주층의 강도와 유연한 특성에, 자몽 껍질의 유연성(탄력성)을 결합하여“ 고도로 변형되지 않고, 매우 저항력이 뛰어난, 새로운 합성 소재를 만들어냈다.[1] 즉, 이 소재는 유연하지만, 특정 위치에 가해지는 이동되는 힘에 저항할 수 있는 인성(toughness)을 갖고 있다. 단단한 구성 성분은 세라믹 구체에 의해 제공되며, 모든 원인들에 기인하여 가해지는 진동을 반사한다. 즉, 소재는 지속적인 진동의 근원을 무력화시키는 방식으로 공명한다. 재료의 유연한 특성은 구체를 포함하는 알루미늄 '포말(foam)'에서 비롯된다. 따라서 유연하지만 매우 강력한 매트릭스가 만들어지는 것이다.(그림 3 참조).
무엇에 적용할 수 있을까?
과학자들은 그들의 새로운 물질을 프로테우스(Proteus, protean이란 단어로부터)라고 불렀다. 프로테우스는 보안문, 보안벽, 보호복 제조에 적합한 특성을 갖고 있다. 놀랍게도 그 소재는 앵글 그라인더(angle grinders), 드릴, 강력한 워터제트의 공격에도 저항할 수 있다. 이것들은 이 새로운 소재를 자르는데 모두 효과가 없다. 프로테우스를 잘라내려면 여러 개의 그라인더 날이 필요하며, 레이저 광선도 방어할 수 있는지는 언급되지 않았다. 이 소재에 대한 흥미로운 후속 실험들이 계속될 것이다.
이 생존 메커니즘은 “수억 년에 걸쳐 진화했다”고 말해진다. 그렇다면 이 물질이 존재하기 이전에, 포식자로부터 보호하기 위해 사용된 방어 시스템은 무엇이었을까? 라는 의문이 제기된다.
창조적 모방
선임 과학자는 홍보 영상에서, 전복을 “자연이 개발한 시스템”으로 묘사하고 있었다.[2] 마치 자연(nature)이 어떤 식으로든 지능을 갖고 있어서, 생체물질을 생산할 목적이 있었던 것처럼 말하고 있다.(실체화의 오류, fallacy of reification)[3]. 진화론적 역사관에 동의하는 과학자들은 때때로 그들의 작업이 매우 창의적인 것이라는 본질을 잊어버리고 있다. 그들은 자연에서 일어나는 방향도 없고, 계획도 없고, 지성도 없는, 무작위적 진화 과정이 놀라운 업적을 달성했다고 가정한다. 어떻게든 생물체(전복 같은)는 결함 없이 수억 년을 살아남았으며, 첨단 생체 소재와 생존 메커니즘을 점차 발전시켰다는 것이다.
좋은 공학자는 그들의 주장과 같이 무작위적 방식으로 일하지 않는다. 미리 생각하고, 계획하고, 지능을 사용한다. 그렇지 않으면 곧 일자리를 잃어버릴 것이다! 이러한 놀라운 독창적인 시스템은 오랜 세월에 걸쳐 서서히 점진적인 시행착오 과정을 통해서 진화한 것이 아니라, 전지전능하신 창조주 하나님에 의해서 설계되어 창조된 것이다. 공학자가 생물에 들어있는 경이로운 기술을 모방할 때, 자연보다는 창조주에 그 원인을 찾아야하는 것이다.
자연의 설계를 인식하고, 모방하고 있는 많은 과학자들이 있다. 지시되지 않은 무작위적 진화 과정에 찬사를 보내는 대신에, 그것을 설계하신 천지의 창조주께 영광을 돌리길 바란다.[4,5]
*관련기사 : 자동차 깔려도 끄떡없는 ‘철갑 딱정벌레'의 비밀 (2020. 10. 22. 한겨레)
http://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/ecology_evolution/966770.html
Related Articles
Further Reading
Related Media
References and notes
1. Szyniszewski, S., et al., Non-cuttable material created through local resonance and strain rate effects, Scientific Reports 2020(10):11539, 20 July 2020 | doi:10.1038/s41598-020-65976-0.
2. The Engineer, Nature inspires Durham team to create non-cuttable material, theengineer.co.uk, 22 July 2020.
3. That is, to treat an abstract concept as a physical reality.
4. Burgess, S. and Statham, D.,Inspiration from Creation: How engineers are copying God’s designs, Creation Book Publishers, Atlanta, 2018.
5. Sarfati, J.,By Design: Evidence for nature’s Intelligent Designer—the God of the Bible, Creation Book Publishers, Atlanta, 2008.
*참조 : 벌레들이 사람보다 현명할 수 있을까? : 미적분을 계산하고, 초강력 물질을 만드는 벌레들
http://creation.kr/animals/?idx=1291037&bmode=view
개미는 고등 수학으로 자신의 길을 찾아간다.
http://creation.kr/animals/?idx=1290974&bmode=view
꿀벌은 컴퓨터보다 더 빨리 수학적 문제를 해결한다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291102&bmode=view
생물에서 발견되는 초고도 복잡성의 기원은? : 나방, 초파리, 완보동물, 조류와 포유류의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291208&bmode=view
곤충에 들어있는 설계는 공학자들에게 영감을 주고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=2621645&bmode=view
동물들은 물리학 및 공학 교수들을 가르치고 있다. : 전기뱀장어, 사마귀새우, 박쥐의 경이로움.
http://creation.kr/animals/?idx=1291191&bmode=view
까마귀와 앵무새가 똑똑한 이유가 밝혀졌다! : 새들은 2배 이상의 조밀한 뉴런의 뇌를 가지고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291199&bmode=view
사마귀새우의 경이로운 눈은 진화론을 거부한다 : 16종류의 광수용체를 가진 초고도 복잡성의 눈이 우연히?
http://creation.kr/animals/?idx=1291171&bmode=view
동물에서 발견되는 경이로운 능력들이 모두 우연히? : 도마뱀붙이, 전갈, 거미, 나비, 위버 새, 전기물고기의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291173&bmode=view
과학자들도 놀라는 기능들이 우연히 생겨날 수 있을까?: 거미, 빗해파리, 개미, 새, 삼나무, 개구리, 문어, 상어..
http://creation.kr/animals/?idx=1291168&bmode=view
하나님이 설계하신 생물발광 : 발광 메커니즘이 독립적으로 수십 번씩 생겨날 수 있었는가?
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289854&bmode=view
위장의 천재 문어는 피부로 빛을 감지하고 있었다! : 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291184&bmode=view
귀의 경이로운 복잡성이 계속 밝혀지고 있다. 그리고 박쥐에 대항하여 방해 초음파를 방출하는 나방들.
http://creation.kr/animals/?idx=1291187&bmode=view
생물권 전역에서 공학적 설계가 발견되고 있다. : 생체모방공학의 계속되는 행진
http://creation.kr/animals/?idx=1291158&bmode=view
동물과 식물의 경이로운 기술들 : 거미, 물고기, 바다오리, 박쥐, 날쥐, 다년생 식물
http://creation.kr/animals/?idx=1291150&bmode=view
생물들의 정교한 공학기술과 최적화. : 박쥐, 말벌, 물고기, 꿀벌, 개미, 얼룩말과 생체모방공학
http://creation.kr/animals/?idx=1291170&bmode=view
경이로운 생물들과 새로운 특성의 발견 : 관해파리, 심해물고기, 뻐꾸기, 까마귀, 염소, 곰...
http://creation.kr/animals/?idx=1291159&bmode=view
초파리의 후각은 경이로운 나노 시스템으로 작동된다.
http://creation.kr/animals/?idx=2114262&bmode=view
동물들의 새로 발견된 놀라운 특성들. : 개구리, 거미, 가마우지, 게, 호랑나비, 박쥐의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291169&bmode=view
동물들은 생각했던 것보다 훨씬 현명할 수 있다 : 벌, 박쥐, 닭, 점균류에서 발견된 놀라운 지능과 행동
http://creation.kr/animals/?idx=1291204&bmode=view
생물에서 발견되는 초고도 복잡성의 기원은? : 나방, 초파리, 완보동물, 조류와 포유류의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291208&bmode=view
생체모방공학 분야는 지속적으로 확장되고 있다 : 뼈, 힘줄, 곰팡이, 법랑질, 효모, 곤충, 홍합, 말벌, 파리매..
http://creation.kr/animals/?idx=1291210&bmode=view
계속되는 생체모방공학의 성공 : 반딧불이, 나무, 피부, DNA, 달팽이처럼 만들라.
http://creation.kr/animals/?idx=1291138&bmode=view
위장의 천재 문어는 피부로 빛을 감지하고 있었다! : 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291184&bmode=view
놀라운 능력의 동물들 : 코끼리, 돌고래, 물고기, 꿀벌, 거미, 무당벌레
http://creation.kr/animals/?idx=1291155&bmode=view
진화론을 부정하는 경이로운 지적설계의 세 사례 : 민들레 씨앗, 사마귀새우, 사람의 뇌
http://creation.kr/animals/?idx=1757475&bmode=view
출처 : CMI, 2020. 10. 15. (GMT+10)
주소 : https://creation.com/uncuttable
번역 : 미디어위원회
잘려지지 않는 놀라운 구조.
: 자연의 설계는 새로운 슈퍼 소재에 영감을 준다.
(Uncuttable : Designs in nature inspire new super material)
by Lucien Tuinstra
슈퍼맨에 대해서는 모두가 다 들어보았을 것이다. 영화 속의 이 슈퍼영웅은 특별한 재능, 힘, 강인함을 가진 공상적인 사람이다. 어렸을 때 제 생각 중 하나는 이러한 능력들을 결합하여 더욱 강력한 슈퍼맨을 만드는 것이었지만, 그저 공상적인 생각일 뿐이었다. 그러나 때때로 공상 같은 일이 현실에서 일어나고 있다. 최근에 과학자들은 최근 Scientific Reports 지에서 "절단 불가능한 재질"에 대해 보고하고 있었다.[1]
그림 1. 자몽의 껍질은 놀랍도록 탄력적이다. <wikipedia commons>
강하고 유연하다
독일과 영국의 과학자들은 자연에서 발견되는 몇몇 강하고 탄력적인 재질에 대해 주의 깊게 살펴보아왔다. 이들 중 하나는 연체동물인 전복(abalone)의 매우 단단한 껍질 소재로, 전복과(family Haliotidae)의 크고 작은 바다달팽이(sea snails, gastropods, 복족류)의 여러 그룹에서 발견된다. 또 다른 놀라운 구조는 자몽(grapefruit)의 껍질이다. 다른 감귤류와 마찬가지로, 자몽 껍질은 떨어져도 쉽게 부서지지 않는다. 그 이유는 자몽의 껍질은 견고하지만, 유연하기 때문이다. 자몽의 껍질은 에너지를 흡수하여 충격에 저항할 수 있도록 설계되어 있다.
반면에 전복은 유연한 유기 중간층과 단단한 아라고나이트 타일(aragonite tiles)로 만들어진, 진주층(nacre)이라 불리는 단단한 내부 껍질 층을 갖고 있다.(그림 2 참조)[1] 이 구조는 포식자의 공격에 저항하도록 설계되어있다. 왜냐하면 전복은 빠르게 도망갈 수 없기 때문이다. 이 생존 메커니즘은 “수억 년에 걸쳐 진화했다”고 말해진다.[1] 그렇다면 이 물질이 존재하기 이전에, 포식자로부터 보호하기 위해 사용된 방어 시스템은 무엇이었을까? 라는 의문이 제기된다.
그림 2. 전복 진주층 구조의 현미경적 도식. <wikipedia commons / Kebesfig-2>
특성의 결합
과학자들은 전복 껍질과 자몽 껍질에 영감을 받아, 전복 진주층의 강도와 유연한 특성에, 자몽 껍질의 유연성(탄력성)을 결합하여“ 고도로 변형되지 않고, 매우 저항력이 뛰어난, 새로운 합성 소재를 만들어냈다.[1] 즉, 이 소재는 유연하지만, 특정 위치에 가해지는 이동되는 힘에 저항할 수 있는 인성(toughness)을 갖고 있다. 단단한 구성 성분은 세라믹 구체에 의해 제공되며, 모든 원인들에 기인하여 가해지는 진동을 반사한다. 즉, 소재는 지속적인 진동의 근원을 무력화시키는 방식으로 공명한다. 재료의 유연한 특성은 구체를 포함하는 알루미늄 '포말(foam)'에서 비롯된다. 따라서 유연하지만 매우 강력한 매트릭스가 만들어지는 것이다.(그림 3 참조).
무엇에 적용할 수 있을까?
과학자들은 그들의 새로운 물질을 프로테우스(Proteus, protean이란 단어로부터)라고 불렀다. 프로테우스는 보안문, 보안벽, 보호복 제조에 적합한 특성을 갖고 있다. 놀랍게도 그 소재는 앵글 그라인더(angle grinders), 드릴, 강력한 워터제트의 공격에도 저항할 수 있다. 이것들은 이 새로운 소재를 자르는데 모두 효과가 없다. 프로테우스를 잘라내려면 여러 개의 그라인더 날이 필요하며, 레이저 광선도 방어할 수 있는지는 언급되지 않았다. 이 소재에 대한 흥미로운 후속 실험들이 계속될 것이다.
창조적 모방
선임 과학자는 홍보 영상에서, 전복을 “자연이 개발한 시스템”으로 묘사하고 있었다.[2] 마치 자연(nature)이 어떤 식으로든 지능을 갖고 있어서, 생체물질을 생산할 목적이 있었던 것처럼 말하고 있다.(실체화의 오류, fallacy of reification)[3]. 진화론적 역사관에 동의하는 과학자들은 때때로 그들의 작업이 매우 창의적인 것이라는 본질을 잊어버리고 있다. 그들은 자연에서 일어나는 방향도 없고, 계획도 없고, 지성도 없는, 무작위적 진화 과정이 놀라운 업적을 달성했다고 가정한다. 어떻게든 생물체(전복 같은)는 결함 없이 수억 년을 살아남았으며, 첨단 생체 소재와 생존 메커니즘을 점차 발전시켰다는 것이다.
좋은 공학자는 그들의 주장과 같이 무작위적 방식으로 일하지 않는다. 미리 생각하고, 계획하고, 지능을 사용한다. 그렇지 않으면 곧 일자리를 잃어버릴 것이다! 이러한 놀라운 독창적인 시스템은 오랜 세월에 걸쳐 서서히 점진적인 시행착오 과정을 통해서 진화한 것이 아니라, 전지전능하신 창조주 하나님에 의해서 설계되어 창조된 것이다. 공학자가 생물에 들어있는 경이로운 기술을 모방할 때, 자연보다는 창조주에 그 원인을 찾아야하는 것이다.
자연의 설계를 인식하고, 모방하고 있는 많은 과학자들이 있다. 지시되지 않은 무작위적 진화 과정에 찬사를 보내는 대신에, 그것을 설계하신 천지의 창조주께 영광을 돌리길 바란다.[4,5]
*관련기사 : 자동차 깔려도 끄떡없는 ‘철갑 딱정벌레'의 비밀 (2020. 10. 22. 한겨레)
http://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/ecology_evolution/966770.html
Related Articles
Further Reading
Related Media
References and notes
1. Szyniszewski, S., et al., Non-cuttable material created through local resonance and strain rate effects, Scientific Reports 2020(10):11539, 20 July 2020 | doi:10.1038/s41598-020-65976-0.
2. The Engineer, Nature inspires Durham team to create non-cuttable material, theengineer.co.uk, 22 July 2020.
3. That is, to treat an abstract concept as a physical reality.
4. Burgess, S. and Statham, D.,Inspiration from Creation: How engineers are copying God’s designs, Creation Book Publishers, Atlanta, 2018.
5. Sarfati, J.,By Design: Evidence for nature’s Intelligent Designer—the God of the Bible, Creation Book Publishers, Atlanta, 2008.
*참조 : 벌레들이 사람보다 현명할 수 있을까? : 미적분을 계산하고, 초강력 물질을 만드는 벌레들
http://creation.kr/animals/?idx=1291037&bmode=view
개미는 고등 수학으로 자신의 길을 찾아간다.
http://creation.kr/animals/?idx=1290974&bmode=view
꿀벌은 컴퓨터보다 더 빨리 수학적 문제를 해결한다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291102&bmode=view
생물에서 발견되는 초고도 복잡성의 기원은? : 나방, 초파리, 완보동물, 조류와 포유류의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291208&bmode=view
곤충에 들어있는 설계는 공학자들에게 영감을 주고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=2621645&bmode=view
동물들은 물리학 및 공학 교수들을 가르치고 있다. : 전기뱀장어, 사마귀새우, 박쥐의 경이로움.
http://creation.kr/animals/?idx=1291191&bmode=view
까마귀와 앵무새가 똑똑한 이유가 밝혀졌다! : 새들은 2배 이상의 조밀한 뉴런의 뇌를 가지고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291199&bmode=view
사마귀새우의 경이로운 눈은 진화론을 거부한다 : 16종류의 광수용체를 가진 초고도 복잡성의 눈이 우연히?
http://creation.kr/animals/?idx=1291171&bmode=view
동물에서 발견되는 경이로운 능력들이 모두 우연히? : 도마뱀붙이, 전갈, 거미, 나비, 위버 새, 전기물고기의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291173&bmode=view
과학자들도 놀라는 기능들이 우연히 생겨날 수 있을까?: 거미, 빗해파리, 개미, 새, 삼나무, 개구리, 문어, 상어..
http://creation.kr/animals/?idx=1291168&bmode=view
하나님이 설계하신 생물발광 : 발광 메커니즘이 독립적으로 수십 번씩 생겨날 수 있었는가?
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289854&bmode=view
위장의 천재 문어는 피부로 빛을 감지하고 있었다! : 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291184&bmode=view
귀의 경이로운 복잡성이 계속 밝혀지고 있다. 그리고 박쥐에 대항하여 방해 초음파를 방출하는 나방들.
http://creation.kr/animals/?idx=1291187&bmode=view
생물권 전역에서 공학적 설계가 발견되고 있다. : 생체모방공학의 계속되는 행진
http://creation.kr/animals/?idx=1291158&bmode=view
동물과 식물의 경이로운 기술들 : 거미, 물고기, 바다오리, 박쥐, 날쥐, 다년생 식물
http://creation.kr/animals/?idx=1291150&bmode=view
생물들의 정교한 공학기술과 최적화. : 박쥐, 말벌, 물고기, 꿀벌, 개미, 얼룩말과 생체모방공학
http://creation.kr/animals/?idx=1291170&bmode=view
경이로운 생물들과 새로운 특성의 발견 : 관해파리, 심해물고기, 뻐꾸기, 까마귀, 염소, 곰...
http://creation.kr/animals/?idx=1291159&bmode=view
초파리의 후각은 경이로운 나노 시스템으로 작동된다.
http://creation.kr/animals/?idx=2114262&bmode=view
동물들의 새로 발견된 놀라운 특성들. : 개구리, 거미, 가마우지, 게, 호랑나비, 박쥐의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291169&bmode=view
동물들은 생각했던 것보다 훨씬 현명할 수 있다 : 벌, 박쥐, 닭, 점균류에서 발견된 놀라운 지능과 행동
http://creation.kr/animals/?idx=1291204&bmode=view
생물에서 발견되는 초고도 복잡성의 기원은? : 나방, 초파리, 완보동물, 조류와 포유류의 경이로움
http://creation.kr/animals/?idx=1291208&bmode=view
생체모방공학 분야는 지속적으로 확장되고 있다 : 뼈, 힘줄, 곰팡이, 법랑질, 효모, 곤충, 홍합, 말벌, 파리매..
http://creation.kr/animals/?idx=1291210&bmode=view
계속되는 생체모방공학의 성공 : 반딧불이, 나무, 피부, DNA, 달팽이처럼 만들라.
http://creation.kr/animals/?idx=1291138&bmode=view
위장의 천재 문어는 피부로 빛을 감지하고 있었다! : 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하고 있다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291184&bmode=view
놀라운 능력의 동물들 : 코끼리, 돌고래, 물고기, 꿀벌, 거미, 무당벌레
http://creation.kr/animals/?idx=1291155&bmode=view
진화론을 부정하는 경이로운 지적설계의 세 사례 : 민들레 씨앗, 사마귀새우, 사람의 뇌
http://creation.kr/animals/?idx=1757475&bmode=view
출처 : CMI, 2020. 10. 15. (GMT+10)
주소 : https://creation.com/uncuttable
번역 : 미디어위원회