얼음물 속 잠수복, '동물에게 얻은 노하우'
얼음물 속 잠수복, '동물에게 얻은 노하우'
  • 한다희
  • 승인 2018.06.25 12:30
  • 조회수 3335
  • 댓글 0
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얼음 덮인 수중에서 기존의 잠수복으로는 10분 내외로 다이빙할 수 있습니다. 가장 좋은 웨트수트를 입었다고 하더라도 생존 시간은 지극히 제한적인데요. 이동성을 저해하지 않고 극한의 환경에서 다이빙 시간을 늘리기 위한 과학자들의 노력은 현재 진행 중입니다. 

 

아이스다이빙. 출처: wiki commons
아이스다이빙. 출처: wiki commons

MIT-조지메이슨 대학교 공동연구팀은 얼음물에서 더 오래 버틸 수 있는 보호 장치를 개발하기에 앞서, 여러 동물들의 생존 전략을 살펴봤습니다. 수달이나 펭귄은 각각 털 혹은 깃털 사이에 형성된 에어포켓을, 고래나 물개는 'blubber'라는 지방조직을 단열재로 활용해 열 손실을 줄였습니다. 반면 백상아리는 발열량을 늘려 체온을 유지했는데요.

 

다양한 조합의 시뮬레이션을 마친 연구진은 에어포켓이 있으면서도 blubber와 유사한 단열재 개발에 착수합니다.

 

Blubber. 출처: Canadian journal of zoology
Blubber. 출처: Canadian journal of zoology

네오프렌은 천연 고무에 비해 가볍고 썩지 않으면서 단열 효과가 좋아 잠수복에 널리 쓰입니다. 합성 발포고무인 네오프렌은 스티로폼과 유사한 구조를 갖습니다. 이른바 '폐쇄 셀 구조'인데요. 각 셀에 갇힌 공기는 전체 부피의 2/3를 차지하고, 해당 구조를 지나는 열의 절반을 저장하고 있습니다.

 

Strano 교수와 Buongiorno 교수는 에어포켓을 '제논'과 '크립톤'이라는 비활성 가스로 대신 채울 때 단열 효과가 크게 증가하는 것을 발견했습니다. 공정은 간단합니다. 기존의 네오프렌 잠수복을 해당 가스로 채운 오토클레이브에 20시간 동안 넣어두면 완성된다는데요. 

 

네오프렌의 다공성 구조. 출처: RSC Advances
네오프렌의 다공성 구조. 출처: RSC Advances

이렇게 처리된 잠수복은 섭씨 10도 이하의 차가운 물에서 생존시간을 1~3시간으로 연장시켰습니다. 연구팀은 추가 연구를 통해 더욱 안정적으로 장기간 보호기능이 유지될 수 있도록 네오프린 기반 소재를 보완할 예정이라고 밝혔습니다. 

 

한편, 이번 연구 결과는 <RSC Advance>에 'Noble-gas-infused neoprene closed-cell foams achieving ultra-low thermal conductivity fabrics'라는 제목의 논문으로 게재됐습니다.



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