물고기 아가미를 모방한 미세플라스틱 포집 필터
: 생체모방공학의 또 하나의 성공 사례
(Engineers Look to Fish for Microplastics Filter Design)
by Dr. Sarah Buckland-Reynolds
물고기 아가미를 모방하여 디자인된 미세플라스틱 필터는 99% 이상의 효율을 보여주어, 기존 플라스틱 여과 기술을 능가하는 것으로 나타났다.
공학자들은 미세플라스틱 필터 설계에 대한 아이디어를 얻기 위해 물고기에 주목하고 있다.
물고기들은 그 아름다움과 물속을 유유히 헤엄치는 모습으로 많은 사람들의 감탄을 자아낸다. 실제로 물고기는 수영복과 항공기 코팅의 항력 감소 표면, 공기역학적 자동차 디자인, 심지어 군집 로봇공학 및 교통흐름 최적화 알고리즘에 이르기까지, 수많은 혁신적인 생체모방공학의 모델이 되어 왔다.
또 하나의 새로운 과학적 혁신으로, 물고기 디자인을 기반으로 한 놀라운 공학적 설계가 발표되었다. 이 최신 발명품은 전 세계적 환경 문제 중 하나인 미세플라스틱(microplastics) 감소를 목표로 하고 있다. 독일 본 대학(University of Bonn)의 연구자들은 Nature npj Emerging Contaminants(2025. 12. 5) 지에 이 혁신적인 연구 결과를 발표했다. 그들은 물고기에서 영감을 받은 필터(FIF, Fish-Inspired Filter)가 세탁기에서 사용되었을 때, 미세플라스틱 제거 효율이 최대 99.6%에 달한다는 놀라운 사실을 보고했다. 세탁기는 전 세계적으로 미세플라스틱의 주요 발생원 중 하나로 꼽히며, 1인당 연간 10~120g의 미세플라스틱 섬유를 배출하기 때문에, 이러한 혁신적인 생체모방공학은 환경보호에 매우 중요한 의미를 지닌다.
이 놀라운 효율성은 생체모방뿐만 아니라, 더 근본적인 설계 문제에 대해서도 숙고하게 만든다. 진화론적 설명은 이러한 시스템이 수백 수천만 년에 걸친 시행착오를 통한 적응의 결과라고 주장한다. 그러나 지적설계론은 이러한 시스템을 목적이 분명하고, 한 요소도 제거 불가능한 복잡성을 가지며, 최적화된 시스템으로 인식하고, 초월적 설계자의 존재를 가리킨다고 주장한다.
생체모방 : 물고기에게서 배우기
멸치, 정어리, 고등어와 같은 돌진-포식 어류(ram-feeding fishes)는 반-직교류 여과 시스템(semi-cross-flow filtration system)을 사용한다. 이들의 아가미궁(gill arches)은 식도 쪽으로 갈수록 가늘어지는 원뿔 모양을 하고 있어서, 입자가 그물망과 같은 구조를 따라 굴러가면서 막히지 않도록 한다. 이들의 아가미갈퀴(gill rakers)와 그와 관련된 이 모양의 작은 치상돌기(denticles), 또는 표면 구조는 '그물망'과 같은 구조로 기능하며, 종종 치상돌기층 또는 점액층이 있어서 체(sieve)와 같은 표면을 형성한다. 이러한 구조는 물은 통과시키면서, 입자는 걸러낸다.
과학자들은 이러한 기능을 인지하고, 이 물고기들의 특수한 아가미 구조를 모방한 미세플라스틱 필터(microplastic filter)라는 혁신적인 발명품을 만들어냈다. 원뿔형 아가미를 따라 굴러가는 움직임은 이 새로운 미세플라스틱 필터의 설계를 혁신적으로 바꾼 핵심 요소이다. 입자들이 평평한 장벽에 부딪히는 대신, 식도로 유도되어 삼켜지기 전에 쌓여진다. 이 과정은 물고기의 깔때기 모양을 모방한 것으로, 플랑크톤이 효율적으로 식도로 굴러가도록 한다. 플랑크톤은 물고기가 삼킬 때까지 식도에 저장되며, 삼킨 후에는 필터를 비우고 청소할 수 있다. 이러한 기하학적 구조를 모방하여, 엔지니어들은 미세플라스틱을 걸러낼 뿐만 아니라, 주기적인 자가 세척을 통해 막힘을 방지하는 세탁기 필터를 개발했다.
진화론적 설명의 한계
진화생물학은 이러한 시스템을 점진적인 적응의 산물로 간주한다. 그러나 시스템의 복잡성과 효율성을 살펴보면, 진화론으로는 설명할 수 없는 여러 과정들이 존재한다. 이러한 과정에는 다음이 포함된다.
1. 한 요소도 제거 불가능한 복잡성
물고기 아가미의 이러한 특징은 원뿔형 구조, 공격 각도, 아가미갈퀴의 크기, 주기적 청소와 같은 여러 상호 의존적인 매개변수들에 따라 달라진다. 함만(Hamman et al.) 등은 물고기에서 영감을 받은 필터(FiF, Fish-Inspired Filter) 디자인을 적용하며, FIF가 기능하기 위해서 필요한 여러 사양들을 언급하고 있었다. 그들의 표현을 빌리자면 다음과 같다.
"필터 성능은 특정 매개변수 조합에 따라 달라지므로, 광범위한 잠재적 응용 분야에 맞게 조정될 수 있다.“
반-직교류 여과 시스템은 기능적인 측면에서 유체 역학(fluid dynamics), 굴림 운동(rolling motion), 자가 세척(self-cleaning) 등 여러 물리 원리들을 통합적으로 활용한다. Nature 지 논문에서 이 시스템을 "(i)원뿔형 필터 요소… (ii)유입구가 조절된 필터 하우징… (iii)조절 가능한 주기적 세척 메커니즘의 독특한 조합"이라고 설명하고 있다.(Hamann et al., 2025). 이러한 상호 의존성의 시스템은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’으로, 어떤 한 부분이 없거나 아직 생겨나지 않았다면, 제대로 작동되지 않는 복잡성을 갖는다. 진화론의 주장처럼 무작위적 돌연변이로 요소(부품)들이 점진적으로 우연히 하나씩 하나씩 생겨났다는 설명은 매우 설득력이 떨어진다. 불완전한 형태는 생존에 유리하지 않으므로, 자연선택에 의해서 제거될 것이다. 따라서 이러한 시스템이 단계적으로 점진적으로 형성되었다는 진화론적 설명보다는 지적설계(intelligent design)가 더 타당해 보인다.
2. 시행착오를 넘어서는 효율성
연구자들은 FIF의 효율성에 대해 "실험실 실험에서 MP(microplastic) 섬유의 99.6±0.8%를 제거"하는 것으로 보고하고 있었다. 진화론적 설명은 자연선택에 의해 걸러진 무작위 돌연변이에 기반한다. 그러나 아가미궁 시스템은 최적의 효율성을 보여준다. 일련의 우연한 돌연변이들과 자연선택이 어떻게 인간이 설계한 많은 해결책들을 능가하는, 매우 높은 효율성을 가진 메커니즘을 만들어낼 수 있었을까? 인간이 설계한 해결책에 지적인 설계가 필요하다면, 왜 이처럼 높은 효율성을 지닌 물고기 아가미에도 같은 논리가 적용되지 않는 것일까?
지적설계 관점의 우월성
지적설계 프레임은 FiF가 원뿔형 구조, 메쉬 필터, 굴림 동력학, 자가 세척과 같은 공학적 원리들을 반영하고 있다는 점에서 더욱 일관성 있는 설명을 제공한다. 이러한 요소들은 의도적인 설계의 특징이다. 엔지니어들이 이러한 원리를 발명해낸 것이 아니라, 자연에 있는 것을 모방한 것이다. 함만 외 연구자들은 다음과 같이 인정하고 있었다. "우리의 연구 결과는 높은 효율성과 모듈식 설계가 요구되는 세탁기와 같은 공학 응용 분야에서 생체모방 여과 메커니즘의 잠재력을 보여준다."(Hamann et al., 2025).
연구자들이 지적설계라는 관점을 가지고 생물들을 관찰한다면, 함만 등이 설명한 것과 같은 혁신을 더욱 촉진할 수 있다. 지적설계는 생물 시스템 연구가 공학적 통찰력을 제공할 것이라고 예측하는 반면, 진화론적 관점은 정교하게 조정된 공학을 가정할 근거가 없다. 생체모방(biomimicry)은 이러한 점을 일관되게 입증하며, FiF는 이러한 예측으로 성공을 거둔 또 하나의 사례일 뿐이다.
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경이롭게 창조됨
물고기에서 영감을 받은 필터는 피조물이 하나님의 지혜를 드러낸다는 또 하나의 강력한 증거인 것이다. 시편 104:24절은 이렇게 말씀하고 있다.
“여호와여 주께서 하신 일이 어찌 그리 많은지요 주께서 지혜로 그들을 다 지으셨으니 주께서 지으신 것들이 땅에 가득하니이다”
로마서 1:20절은 이렇게 말씀한다.
“창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그가 만드신 만물에 분명히 보여 알려졌나니 그러므로 그들이 핑계하지 못할지니라”
FiF의 효율성은 이러한 속성에 대한 구체적인 증거이다.
진화론적 설명은 물고기 아가미에 내재된 놀라운 특성들, 즉 한 요소도 제거 불가능한 복잡성, 효율성, 참신성, 그리고 목적론에 직면했을 때, 한계를 드러낸다. 지적설계는 이러한 시스템들을 목적을 가진 공학적 해결책으로 인식하는 일관된 틀을 제공한다.
놀라운 디자인 외에도, 이 혁신적인 기술의 적용은 모든 것을 다스리라는 우리의 청지기 직분에 대한 신성한 명령과도 부합한다. 세탁기 필터에 물고기 아가미를 모방한 것은 생태학적 문제를 해결할 뿐만 아니라, 더 큰 진리를 우리에게 일깨워 준다. 세상은 지적설계의 증거들로 가득 차 있으며, 이는 우리를 창조하신 분을 경배하도록 이끈다는 것이다.
*관련기사 : 세탁기 배출 미세플라스틱, 물고기 아가미 닮은 필터로 걸러낸다 (2025. 12. 14. 에너지경제)
https://m.ekn.kr/view.php?key=20251212023295604
세탁기 속에 나타난 ‘물고기 아가미’, 미세플라스틱 잡는다. (2025. 12. 8. 파퓰러사이언스)
https://www.popsci.co.kr/news/articleView.html?idxno=24160
‘물고기 아가미’에서 해법 찾다… 세탁 폐수 미세플라스틱 99% 제거 기술 등장 (2026. 1. 8. 청색경제뉴스)
https://www.blueconomy.co.kr/news/articleView.html?idxno=3498
*참조 : ▶ 생체모방공학
https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487906&t=board
▶ 동물의 경이로운 기능들
https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6488433&t=board
출처 : CEH, 2026. 1. 10.
주소 : https://crev.info/2026/01/sbr-fish-microplastics-filter/
번역 : 미디어위원회
물고기 아가미를 모방한 미세플라스틱 포집 필터
: 생체모방공학의 또 하나의 성공 사례
(Engineers Look to Fish for Microplastics Filter Design)
by Dr. Sarah Buckland-Reynolds
물고기 아가미를 모방하여 디자인된 미세플라스틱 필터는 99% 이상의 효율을 보여주어, 기존 플라스틱 여과 기술을 능가하는 것으로 나타났다.
공학자들은 미세플라스틱 필터 설계에 대한 아이디어를 얻기 위해 물고기에 주목하고 있다.
물고기들은 그 아름다움과 물속을 유유히 헤엄치는 모습으로 많은 사람들의 감탄을 자아낸다. 실제로 물고기는 수영복과 항공기 코팅의 항력 감소 표면, 공기역학적 자동차 디자인, 심지어 군집 로봇공학 및 교통흐름 최적화 알고리즘에 이르기까지, 수많은 혁신적인 생체모방공학의 모델이 되어 왔다.
또 하나의 새로운 과학적 혁신으로, 물고기 디자인을 기반으로 한 놀라운 공학적 설계가 발표되었다. 이 최신 발명품은 전 세계적 환경 문제 중 하나인 미세플라스틱(microplastics) 감소를 목표로 하고 있다. 독일 본 대학(University of Bonn)의 연구자들은 Nature npj Emerging Contaminants(2025. 12. 5) 지에 이 혁신적인 연구 결과를 발표했다. 그들은 물고기에서 영감을 받은 필터(FIF, Fish-Inspired Filter)가 세탁기에서 사용되었을 때, 미세플라스틱 제거 효율이 최대 99.6%에 달한다는 놀라운 사실을 보고했다. 세탁기는 전 세계적으로 미세플라스틱의 주요 발생원 중 하나로 꼽히며, 1인당 연간 10~120g의 미세플라스틱 섬유를 배출하기 때문에, 이러한 혁신적인 생체모방공학은 환경보호에 매우 중요한 의미를 지닌다.
이 놀라운 효율성은 생체모방뿐만 아니라, 더 근본적인 설계 문제에 대해서도 숙고하게 만든다. 진화론적 설명은 이러한 시스템이 수백 수천만 년에 걸친 시행착오를 통한 적응의 결과라고 주장한다. 그러나 지적설계론은 이러한 시스템을 목적이 분명하고, 한 요소도 제거 불가능한 복잡성을 가지며, 최적화된 시스템으로 인식하고, 초월적 설계자의 존재를 가리킨다고 주장한다.
생체모방 : 물고기에게서 배우기
멸치, 정어리, 고등어와 같은 돌진-포식 어류(ram-feeding fishes)는 반-직교류 여과 시스템(semi-cross-flow filtration system)을 사용한다. 이들의 아가미궁(gill arches)은 식도 쪽으로 갈수록 가늘어지는 원뿔 모양을 하고 있어서, 입자가 그물망과 같은 구조를 따라 굴러가면서 막히지 않도록 한다. 이들의 아가미갈퀴(gill rakers)와 그와 관련된 이 모양의 작은 치상돌기(denticles), 또는 표면 구조는 '그물망'과 같은 구조로 기능하며, 종종 치상돌기층 또는 점액층이 있어서 체(sieve)와 같은 표면을 형성한다. 이러한 구조는 물은 통과시키면서, 입자는 걸러낸다.
과학자들은 이러한 기능을 인지하고, 이 물고기들의 특수한 아가미 구조를 모방한 미세플라스틱 필터(microplastic filter)라는 혁신적인 발명품을 만들어냈다. 원뿔형 아가미를 따라 굴러가는 움직임은 이 새로운 미세플라스틱 필터의 설계를 혁신적으로 바꾼 핵심 요소이다. 입자들이 평평한 장벽에 부딪히는 대신, 식도로 유도되어 삼켜지기 전에 쌓여진다. 이 과정은 물고기의 깔때기 모양을 모방한 것으로, 플랑크톤이 효율적으로 식도로 굴러가도록 한다. 플랑크톤은 물고기가 삼킬 때까지 식도에 저장되며, 삼킨 후에는 필터를 비우고 청소할 수 있다. 이러한 기하학적 구조를 모방하여, 엔지니어들은 미세플라스틱을 걸러낼 뿐만 아니라, 주기적인 자가 세척을 통해 막힘을 방지하는 세탁기 필터를 개발했다.
진화론적 설명의 한계
진화생물학은 이러한 시스템을 점진적인 적응의 산물로 간주한다. 그러나 시스템의 복잡성과 효율성을 살펴보면, 진화론으로는 설명할 수 없는 여러 과정들이 존재한다. 이러한 과정에는 다음이 포함된다.
1. 한 요소도 제거 불가능한 복잡성
물고기 아가미의 이러한 특징은 원뿔형 구조, 공격 각도, 아가미갈퀴의 크기, 주기적 청소와 같은 여러 상호 의존적인 매개변수들에 따라 달라진다. 함만(Hamman et al.) 등은 물고기에서 영감을 받은 필터(FiF, Fish-Inspired Filter) 디자인을 적용하며, FIF가 기능하기 위해서 필요한 여러 사양들을 언급하고 있었다. 그들의 표현을 빌리자면 다음과 같다.
"필터 성능은 특정 매개변수 조합에 따라 달라지므로, 광범위한 잠재적 응용 분야에 맞게 조정될 수 있다.“
반-직교류 여과 시스템은 기능적인 측면에서 유체 역학(fluid dynamics), 굴림 운동(rolling motion), 자가 세척(self-cleaning) 등 여러 물리 원리들을 통합적으로 활용한다. Nature 지 논문에서 이 시스템을 "(i)원뿔형 필터 요소… (ii)유입구가 조절된 필터 하우징… (iii)조절 가능한 주기적 세척 메커니즘의 독특한 조합"이라고 설명하고 있다.(Hamann et al., 2025). 이러한 상호 의존성의 시스템은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’으로, 어떤 한 부분이 없거나 아직 생겨나지 않았다면, 제대로 작동되지 않는 복잡성을 갖는다. 진화론의 주장처럼 무작위적 돌연변이로 요소(부품)들이 점진적으로 우연히 하나씩 하나씩 생겨났다는 설명은 매우 설득력이 떨어진다. 불완전한 형태는 생존에 유리하지 않으므로, 자연선택에 의해서 제거될 것이다. 따라서 이러한 시스템이 단계적으로 점진적으로 형성되었다는 진화론적 설명보다는 지적설계(intelligent design)가 더 타당해 보인다.
2. 시행착오를 넘어서는 효율성
연구자들은 FIF의 효율성에 대해 "실험실 실험에서 MP(microplastic) 섬유의 99.6±0.8%를 제거"하는 것으로 보고하고 있었다. 진화론적 설명은 자연선택에 의해 걸러진 무작위 돌연변이에 기반한다. 그러나 아가미궁 시스템은 최적의 효율성을 보여준다. 일련의 우연한 돌연변이들과 자연선택이 어떻게 인간이 설계한 많은 해결책들을 능가하는, 매우 높은 효율성을 가진 메커니즘을 만들어낼 수 있었을까? 인간이 설계한 해결책에 지적인 설계가 필요하다면, 왜 이처럼 높은 효율성을 지닌 물고기 아가미에도 같은 논리가 적용되지 않는 것일까?
지적설계 관점의 우월성
지적설계 프레임은 FiF가 원뿔형 구조, 메쉬 필터, 굴림 동력학, 자가 세척과 같은 공학적 원리들을 반영하고 있다는 점에서 더욱 일관성 있는 설명을 제공한다. 이러한 요소들은 의도적인 설계의 특징이다. 엔지니어들이 이러한 원리를 발명해낸 것이 아니라, 자연에 있는 것을 모방한 것이다. 함만 외 연구자들은 다음과 같이 인정하고 있었다. "우리의 연구 결과는 높은 효율성과 모듈식 설계가 요구되는 세탁기와 같은 공학 응용 분야에서 생체모방 여과 메커니즘의 잠재력을 보여준다."(Hamann et al., 2025).
연구자들이 지적설계라는 관점을 가지고 생물들을 관찰한다면, 함만 등이 설명한 것과 같은 혁신을 더욱 촉진할 수 있다. 지적설계는 생물 시스템 연구가 공학적 통찰력을 제공할 것이라고 예측하는 반면, 진화론적 관점은 정교하게 조정된 공학을 가정할 근거가 없다. 생체모방(biomimicry)은 이러한 점을 일관되게 입증하며, FiF는 이러한 예측으로 성공을 거둔 또 하나의 사례일 뿐이다.
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경이롭게 창조됨
물고기에서 영감을 받은 필터는 피조물이 하나님의 지혜를 드러낸다는 또 하나의 강력한 증거인 것이다. 시편 104:24절은 이렇게 말씀하고 있다.
“여호와여 주께서 하신 일이 어찌 그리 많은지요 주께서 지혜로 그들을 다 지으셨으니 주께서 지으신 것들이 땅에 가득하니이다”
로마서 1:20절은 이렇게 말씀한다.
“창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그가 만드신 만물에 분명히 보여 알려졌나니 그러므로 그들이 핑계하지 못할지니라”
FiF의 효율성은 이러한 속성에 대한 구체적인 증거이다.
진화론적 설명은 물고기 아가미에 내재된 놀라운 특성들, 즉 한 요소도 제거 불가능한 복잡성, 효율성, 참신성, 그리고 목적론에 직면했을 때, 한계를 드러낸다. 지적설계는 이러한 시스템들을 목적을 가진 공학적 해결책으로 인식하는 일관된 틀을 제공한다.
놀라운 디자인 외에도, 이 혁신적인 기술의 적용은 모든 것을 다스리라는 우리의 청지기 직분에 대한 신성한 명령과도 부합한다. 세탁기 필터에 물고기 아가미를 모방한 것은 생태학적 문제를 해결할 뿐만 아니라, 더 큰 진리를 우리에게 일깨워 준다. 세상은 지적설계의 증거들로 가득 차 있으며, 이는 우리를 창조하신 분을 경배하도록 이끈다는 것이다.
*관련기사 : 세탁기 배출 미세플라스틱, 물고기 아가미 닮은 필터로 걸러낸다 (2025. 12. 14. 에너지경제)
https://m.ekn.kr/view.php?key=20251212023295604
세탁기 속에 나타난 ‘물고기 아가미’, 미세플라스틱 잡는다. (2025. 12. 8. 파퓰러사이언스)
https://www.popsci.co.kr/news/articleView.html?idxno=24160
‘물고기 아가미’에서 해법 찾다… 세탁 폐수 미세플라스틱 99% 제거 기술 등장 (2026. 1. 8. 청색경제뉴스)
https://www.blueconomy.co.kr/news/articleView.html?idxno=3498
*참조 : ▶ 생체모방공학
https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487906&t=board
▶ 동물의 경이로운 기능들
https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6488433&t=board
출처 : CEH, 2026. 1. 10.
주소 : https://crev.info/2026/01/sbr-fish-microplastics-filter/
번역 : 미디어위원회