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거미줄은 왜 꼬이지 않을까요? 목록



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RE : 거미줄은 왜 꼬이지 않을까요?

호기심지* 2017-10-10

 거미가 천정에서 거미줄에 매달려 내려오는 모습을 보면 제멋대로 뱅글뱅글 돌지 않고 유도선을 따라 우아하게 하강하는 것처럼 보입니다. 이는 거미줄이 좌우로 꼬이는 힘에 저항할 수 있는 특별한 능력이 있기 때문인데요. 중국과 영국 연구진은 미국물리협회(AIP)에서 발간하는 이번 주‘응용물리학회보’(Applied Physics Letters)에 거미줄이 사람의 머리칼이나 금속 선 혹은 합성섬유와 달리 비틀림이 있으면 복원되지 않고 부분적으로 휘어지는 성질이 있다고 발표했습니다. 이 속성이 에너지를 신속하게 소멸시켜 거미줄 끝에 있는 거미가 돌지 않게 해준다는 것이죠. 중국 후아종(Huazhong, 華中) 과학기술대 다비아오 류(Dabiao Liu) 박사는 “거미줄은 다른 기존 재료와는 매우 다르다”며, “우리는 거미줄이 거의 꼬이지 않는다는 사실을 발견하고 왜 그런지 알고 싶었다”고 말했습니다. 거미들은 그물망의 테두리와 그 안의 바퀴 살을 만들 때 그리고 땅에 내려올 때 생명줄로 꽁무니에서 나오는 거미줄을 사용합니다. 과학자들은 거미줄의 놀라운 강도와 신축성 및 열 전도성 등에 관심을 기울였지만 그동안 비틀림 저항성에 초점을 맞춘 연구는 없었는데요. 연구팀은 1790년 대 헨리 캐번디쉬가 지구의 무게를 달아 측정할 때 사용했던 것과 같은 비틀림 진자를 사용해 황금무당거미 두 종이 뽑아내는 거미줄을 조사했습니다. 거미를 모방하기 위해 포획한 거미에서 나오는 실을 모아 끝에 두 개의 와셔를 사용해 원통 안에 실을 매달았습니다. 물이 섬유를 수축시킬 수 있기 때문에 원통은 실을 환경적 방해로부터 분리시켜 일정한 습도를 유지토록 했구요. 이어 회전식 턴테이블이 실을 비틀고 고속 카메라가 실의 앞 뒤 진동을 수백 사이클 이상 기록하는 실험을 했습니다. 이에 따라, 거미줄은 합성섬유나 금속 줄과 달리 비틀어졌을 때 약간 변형되어 잠재 에너지의 75% 이상을 방출하고 진동이 급격히 느려지는 결과가 나타났습니다. 비틀림이 끝났을 때 거미줄은 부분적으로 모양이 돌아온거죠. 한마디로 정리해서 거미의 회전에너지를 소모해서 비틀림에 저항성을 갖는다는 것을 증명하기 위한 실험이었겠죠!






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