자연은 참으로 놀라운 구조를 가지고 있습니다 우리가 일상에서 대하며 누리고 있는 모든 것들을 우리는 자연스럽게 누리며 살아가지만 그 하나하나를 더듬어 찾아들어가면 참으로 놀라운 세계가 숨겨져 있다는 것을 알게 됩니다 우리가 누리는 빛이 그렇고 공기가 그렇고 물, 나무 등등 창조주는 이 세상을 만들어놓고 우리들에게 자신의 세계를 탐험하라고 초대하는걸까요
인류는 세상에 정말 많은 호기심을 가지고 탐구해왔고 탐구한 것들을 우리가 사는 세상의 일상에 접목시키려 노력하였고 아주 놀라운 문명을 이루어왔습니다 이 글에서는 자연에서 영감을 받아 이루어놓은 많은 과학과 기술들 중 개미집을 모방한 건축물과 파리의 눈을 모방해서 만들어진 디지털카메라와 태양전지에 대해서 알아보겠습니다
개미집을 모방한 친환경 건축
누구나 어릴적 개미들의 행렬을 유심히 본 적이 있을 것입니다 개미들은 어디로 가는 걸까 먹이를 물고 집으로 돌아가는 개미의 집이 궁금하기도 했습니다 개미들은 땅 속에 집을 짓고 살아가는데 때로는 높은 집을 쌓아 올리며 살아가는 특이한 개미도 있습니다
바로 아열대 기후에 주로 서식하는 흰개미인데요
이 흰개미들은 뜨거운 열대기후의 땅에서 8미터 높이 정도의 집을 짓고 살아간다고합니다 이렇게 높은 집을 짓는 이유는 개미집을 항상 쾌적한 상태로 만드는 자연의 원리가 숨어있기 때문입니다
흰개미들은 흙과 자신들의 배설물과 타액, 나무조각등으로 집을 짓는데 이 집이 태양빛을 받으면 건조가 잘 되어 굉장히 단단하고 견고해진다고합니다
이 흰개미집들은 높이만 솟아있는 것이 아니라 지하의 수십 미터의 거대한 조직적인 집들과 연결이 되어있다고 합니다 이들은 더울 때는 활동을 안 하고 집에 있다가 해가지면 외부로 통하는 구멍을 통해 나가 먹이를 찾아오는데 들어와서는 구멍을 막아 사람들에게 잘 발견이 안된다고 합니다
자연환기시스템
흰개미들은 주로 땅 밑에서 서식하는데 자신들의 집을 고층건물처럼 쌓아 올리는 이유는 더운 공기를 배출하기 위한 통로로 사용하기 위해서입니다 개미들은 과학시간에 배우지는 않았지만 더운 공기는 위로 올라가고 차가운 공기는 가라앉는다는 원리를 우리의 조상들이 자연의 섭리를 체득으로 알았듯이 개미들도 그렇게 학습하나 봅니다
흰개미집의 높이 쌓아 올려진 집에는 내부로 통하는 구멍이 많이 뚫려있습니다 흰개미들이 주로 서식하는 지역은 아열대 기후라서 한낮에는 태양의 열기로 공기가 습하고 뜨거워지는데 이때 탁하고 더워진 공기들은 위로 올라가 구멍을 통하여 배출되고 흰개미의 집 아래쪽에 있는 구멍을 통해서는 새로운 공기가 들어오는 통로로 사용됩니다 그래서 흰개미의 집은 항상 알을 낳고 살기에 좋은 가장 쾌적한 온도와 습도로 유지된다고 합니다
건축 및 기술 적용 사례
이러한 흰개미집의 자연냉방 방식의 원리에 영감을 받아 건축된 건물이 있는데 아프리카 짐바브웨의 이스트게이트센터입니다
이 건물의 건축자는 짐바브웨가 고향인 마이크피어스인데 그는 고향에서 관찰할 수 있었던 흰개미집의 공기의 순환을 이용하여 집을 짓는 원리를 적용하여 세계최초의 자연냉방 시스템을 가진 건물을 건축하였습니다
이스트게이트센터는 흰개미집의 공기순환로인 높은기둥을 건물과 건물의 빈 공간으로 만들고 약한 바람을 밑에서 계속해서 공급하여 더운 바람을 위로 올라가게해고 배출되게하는 방식으로 건축되었습니다
우리나라에서도 에어콘은 에너지 소비량이 높아 더운 여름날 일부러 에어컨을 사용하지않는 사람들도 꽤있는데 자연의 원리를 적용한 이 건물의 에너지 소비량은 다른 건물의 10%에 불과하다고 합니다
파리의 눈을 모방한 디지털카메라와 태양전지
파리의 눈
동물마다 살아가기 위해 장착한 무기들이 하나씩 있는데 파리의 무기는 눈입니다
파리는 눈은 복잡한 구조를 가지고 있는데 겹눈 2개와 빛을 조절하는 홑눈 3개로 구성되어있는데 겹눈 한개는 낱눈 4000개로 이루여있다고합니다 겹눈이 2개이니까 파리는 8000개의 낱눈과 빛 조절하는 홑눈3개로 되어있는 겁니다 파리의 이러한 눈의 구조는 넓은 범위를 한 번에 볼 수 있도록 해주며 움직이는 물체를 빠르게 감지할 수 있습니다 파리의 이러한 눈의 구조를 모방하여 인공 겹눈 카메라가 만들어졌으며 앞으로도 자율주행차, 드론등에도 폭넓게 적용될 것이라고 합니다
파리의 날개와 몸 표면
파리의 날개와 몸 표면은 물을 잘 흡수하지 않는 초소수성과 빛의 반사를 방지하는 특성을 가지고 있는데 이러한 구조를 모방하여 태양전지를 만들 때 태양광 패널 표면에서 빛이 반사되는 것을 줄여 더 많은 빛을 흡수할 수 있으며 물을 튕겨내는 초소수성의 원리를 적용하면 태양전지에 오염물질이 쉽게 제거되므로 태양전지를 더 오래 관리하며 사용할 수 있습니다
결론
자연은 알아갈수록 놀랍고도 정교한 구조를 가지고 있습니다 이러한 원리를 알아내어 적용해 가는 것은 자연과 함께 공존하는데 가장 필요한 연구분야인 것 같습니다 아무리 기술이 발달해도 우리의 터전인 자연과의 부조화의 결말은 너무나 확실하게 예측할 수 있을 것입니다