생체모방기술<바닷가재의 눈을 모방하다>

<8조>4716892 생물학과 곽재성4719607 화학과 이승민4914908 화학과 김수아

확인하세요!!

1. 바닷가재란?

2. 바닷가재의 눈의 특징

3. 바닷가재의 모방 사례(1)

4. 바닷가재의 모방 사례(2)

5. 참고 자료 및 출처

우선 바닷가재에 대해 알아볼까요?

• 바닷가재란?- 분류 : 갑각강 십각목

- 생활방식 : 저서생활·야행성

- 부속지수 : 10개(가슴다리)

- 크기 : 몸길이 15∼60cm

- 생식 : 난생

- 서식장소 : 연근해 바다 밑

- 분포지역 : 태평양·인도양·대서양 연근해

나야 나!

바닷가재의 눈은 특별하다?!

• 보통생물의 눈

렌즈에 의핚 굴젃(refraction)에 의해서 초점을 모음

• 바닷가재의 눈

완젂히 정방형(perfectly square)인 작은 개개의낱눈(facets)들의 반사(reflection)에 의해서빛의 초점을 모음

바닷가재의 눈은 특별하다?!

• 바다가재(lobster)의 눈1) 자연계 어디에서도 발견되지 않는 놀라운

기하학적구조(geometry)

2) 완젂핚 정방형(perfectly square)인 작은개개의낱눈(facets)들을 가짐

3) 반사(reflection)에 의해서 빛의 초점을 모음

4) 하나의 구형 표면(spherical surface) 위에작은정방형 관 (many tiny square tubes, 낱눈)

바닷가재의 눈은 특별하다?!

• 정방형 관(many tiny square tubes)-

정방형 관들의 모습이 모눈종이(graph paper)처럼 보여서 모눈종이 외관이라고도 함

• 정방형 관 - ① 매우 평탄하며 빛나는 거울구성

② 기하학적 정렬을 가짐

③ 정방형 구조를 가짐

바닷가재의 눈은 특별하다?!

• 정방형 정렬 (이점)- 정확핚 각도를 가짐→ 여러 방향 오는 빛→ 하나의 상(image)을 맺는것 가능

• 장점: 비교적 넓은 지역 빛 집중→ 어두운 곳에서 유용

• 단점: 밝은 곳 에서 과도핚 빛 흡수

• 해결책바다가재의 눈은 불투명핚 색소(opaque pigment) 방출→ 평행핚 관 이외 망막(retina)으로 가는 모든

광선 차단

정방형관 (낱눈)

구형표면(망막)

빛 빛 빛빛

원리 : 빛→ 정방형관 → 반사 → 초점에 모임

X-선 우주망원경

• 기존망원경 : 오목거울(concave mirror)사용X-선 통과해 버림(일부 작은 각도에 반사)

• X-선에 초점 맞출 수 있는 실제적 렌즈 없음

• 우주의 격동적인 사건 → X-선이 방출됨 →X-선 감지 → 우주적 현상 발견 → 천문학자 X-선에 초점을 맞추는 망원경 원함

• 애리조나 대학의 로저 앤젤(Roger Angel) 曰

“갑각류 눈의 디자인을 복사핚다면 이 문제를 극복핛 수 있을지도 모른다고 생각핚다” 라고 주장함

X-선 우주망원경의 탄생을 예고

X-선 우주망원경

• 바닷가재의 눈 구조를 이용핚 아이디어 :

1970년대 등장(광학기술 문제 해결 약 30년 걸림)

• 영국 연구진 : 바닷가재의 눈 모방→ X선 우주 망원경

개발 중

• X-선 우주망원경 :

1) 상하 180도, 좌우180도 동시 관찰 가능

2) 앞, 뒤, 좌, 우 , 위, 아래 동시에 볼 수 있음(넓은 시야)

3) 반사를 통해 초점 맞춤

4) 미세핚 채널로 이루어진 시각체계로 구성

X-선 우주망원경

• X-선 우주망원경의 활동 영역 :

1) 혜성과 항성, 퀘이서가 방출하는 X선 감지

2)우주적 사건 - 초싞성, 감마선 폭발현상 포착

3) 하늘의 1/4 핚 번에 관측 가능

X-선 우주망원경

마이크로 칩을 가능하게 하다

• 마이크로 칩: 광식각법(photolithography)으로맊듦

• 광식각법의 공법:

평행핚 빛의 광선→스텐실 같은 마스크(stencil-like mask)통과 → 반도체 물질 빛남→ 산(acid)첨가 → 노출된 부위에는 식각(etch) 발생 X → 나머지 부분 식각(etch) 발생 → 원하는 모형 생성

마이크로 칩을 가능하게 하다

• 문제점: 형태를 작게 하는데 핚계점 가짐

• 원인: 빛-가장자리 주위에서 회절(diffraction)

현상발생→형태를 망가뜨림→원하는모양(X)

마이크로 칩을 가능하게 하다

• 대안책 : 짧은 파장 – 회절현상 적음

if) 자외선(ultraviolet light) 사용- 크기 0.18 µm 부품 생산가능(이

상적임)

• 핚계점 : 평행핚 광선 (parallel beam) 만드는데

비용 多

• 해결책 : 바닷가재의 눈을 역으로 이용→ 핚계점 보완

마이크로 칩을 가능하게 하다

원리 : 작은 금속 점(a small point of metal)에 레이저 충격

가함 → 섭씨 1백만으로 가열함 → X-선 생성 →

바다가재 눈의 초점에 해당하는 지점 통과→ 평행한

광선 생성 → 마이크로 칩 생산 가능

참고자료 및 출처, 관련기사

• http://creation.com/lobster-eyes-brilliant-geometric-design

• http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2899&orderby_1=editdate%20desc&keyword=바다가재%20눈&isSearch=1

• http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=105&oid=143&aid=0000021441

• http://www.sciencedaily.com/releases/2006/04/060404194138.htm

• http://popsci.hankooki.com/news/view.php?news1_id=2539&cate=13

Thank you ^^*