흥미진진한 곤충이야기, 날개에 관하여 1

픽사베이에서 온 사진

잠자리 날개는 어떻게 만든 결과인가?

 

어떤 잠자리들은 특정한 높이에서 30초 동안 머무를 수 있습니다. 비결은 무엇일까요? 잠자리의 날개는 인간이 만든 항공기와 비교할 수 없는 공기역학적 성능을 가지고 있기 때문입니다! 생각해 보세요: 잠자리들의 날개는 매우 얇지만, 구부러지지 않습니다. 과학자들은 잠자리가 날 때 더 강한 긍정적인 힘을 얻는다는 것을 발견했습니다.

 

뉴 사이언티스트는 이렇게 설명합니다. 공기가 주름살 사이의 공간을 통해 흐르면서 항력이 매우 낮아지는 부위가 생기고, 날개를 통해 양기를 발생시키는 공기가 흐른다. 잠자리의 날개를 연구한 후, 항공우주공학자 아벨 바르가스와 그의 동료들은 "자연에서 날개의 구조를 모방하는 것은 아주 작은 비행기를 만드는 데 많은 도움이 된다"고 말했다. 이런 손바닥 크기의 비행 로봇에 카메라나 다른 장비를 설치하면 많은 분야에서 사용할 수 있다.

 

예를 들어, 재난 지역에 대한 정보를 수집하거나 환경오염의 정도를 측정하는데 유용할 수 있다. 여러분은 어떻게 생각하나요? 매우 얇고 주름진 잠자리 날개가 우연히 나타났나요? 그것은 어디에서 디자인되었는가? 무게가 120밀리그램이고 너비가 6센티미터인 잠자리 마이크로 로드론입니다. 전기를 공급할 때 아주 미세한 실리콘 날개가 움직입니다.

 

 

파리의 비행 능력은 놀라운 날개로부터 나온다.

 

당신은 파리를 잡으려고 노력해 본 적이 있나요? 그러면 당신은 그것이 얼마나 어려운지 이해하게 될 것입니다. 파리는 눈 깜짝할 사이에 움직이기 때문에, 우리는 아무리 열심히 잡아도 종종 그들을 그리워합니다. 파리의 일종인 양배추파리를 연구한 과학자들은 이 파리가 사냥꾼처럼 순식간에 꿈틀거리다가 방향을 바꾼다는 사실을 발견했다.

 

마이클 디킨슨 교수는 태어날 때부터 파리가 "항공의 달인"이었다고 덧붙인다. "이것은 초보자가 조종석에 앉아 능숙하게 전투기를 조립하는 것과 비견됩니다. 연구원들은 날아다니는 파리들을 촬영하고 분석했고 그들이 1초에 200번 날아간다는 것을 발견했습니다. 더욱 놀라운 것은 번데기가 위험을 피하기 위해 날개를 한 번 흔들면 방향을 바꿀 수 있다는 것입니다.

 

파리는 얼마나 빨리 반응합니까? 연구원들은 파리가 위험을 감지할 때, 사람은 눈 깜빡임보다 50배 더 빨리 반응한다는 것을 발견했습니다. 디킨슨 교수는 "스시파리는 위험이 있는 곳과 그것들을 피하기 위해 어느 방향으로 가야 하는지 매우 짧은 시간에 정확하게 계산한다. 공학적 측면에서, 파리들의 비행은 놀랍습니다. 연구원들은 뇌가 작은 파리가 어떻게 이런 일을 할 수 있는지 알고 싶어 합니다. 그것은 몸의 방향으로 날아가는 파리입니다. 파리는 위험을 피하기 위해 빠르게 방향을 바꾼다.

 

겉날개가 친수성인 딱정벌레

 

전 세계 약 9억 명의 사람들이 물을 마시지 않고 살고 있습니다. 많은 지역에서 사람들은 물을 얻기 위해 왔다 갔다 해야 합니다. "가난한 사람들이 그들의 삶에 필수적인 물을 얻기 위해 하루에 몇 시간씩 걸어야 하는 것은 가슴 아픈 일입니다,"라고 매사추세츠 공과대학교의 엔지니어인 슈리와 샤트르는 말했다. 이 문제에 대한 해결책을 찾기 위해, 샤르트르와 그의 동료들은 나미비아 딱정벌레를 모델로 하는 안개 수집 기술을 연구하고 있습니다. 생각해 보세요.

 

매일 아침 아프리카 나미비아 사막에 안개가 조금 끼었다가 사라집니다. 나미브 딱정벌레는 이 짧은 기간을 이용하여 바람을 받기 위해 최적의 각도로 기울어집니다.  외부 날개의 돌기는 수분을 끌어당기는 친수성 물질로 만들어진다. 이로 인해 주변의 수분이 요철에 모이면서 미세한 물방울이 점점 커지게 된다. 하지만 돌기 사이의 부분은 방수입니다. 따라서 물방울이 무거워져 중력을 이기지 못하면 바깥날개의 홈을 따라 흘러내려 결국 딱정벌레의 입으로 들어간다.

 

샤르트르와 그의 동료 기술자들은 비슷한 원리를 적용함으로써 안개 속에서 인간에게 필요한 식수를 모으기 위해 노력하고 있다. 물론, 인간은 나미비아 딱정벌레보다 훨씬 더 많은 물을 필요로 합니다. 안개 수집 기술을 연구하는 데 필요한 재원을 얻는 것도 어렵다. 현재의 안개 수집 기술로 인간의 물 수요를 충족시키려면 "아직 갈 길이 멀다"고 박사는 말한다.

 

 

빛을 흡수하는 나비의 날개

 

화석 연료에 대한 인류의 의존도를 줄이기 위해, 과학자들은 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 노력하고 있다. 한 과학자는 "이 문제에 대한 해결책이 우리 눈앞에서 깜박이는 것 같다"고 말했다. 나비 날개 비늘에는 벌집처럼 생긴 구멍이 있습니다. 생각해 보세요: 추울 때, 나비들은 그들의 체온을 유지하기 위해 날개를 펴고 태양을 잡습니다.

 

몇몇 나비들은 매우 효과적으로 태양을 모으고 흡수할 수 있는 날개를 가지고 있습니다. 비결은 날개의 짙은 색소뿐 아니라 날개의 표면을 덮고 있는 미세한 비늘이 겹치는 구조다.