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보석을 간직한 딱정벌레


딱정벌레가 독특한 몸색깔을 만드는 방법을 이용해 보석을 인공적으로 합성할 수 있다는 연구결과가 나왔다.

영국 옥스퍼드대 동물학과의 앤드류 파커 교수 연구진은 동물에서 보석의 하나인 오팔과 같은 방식으로 빛을 내는 경우를 처음 발견했다고 ‘네이처’ 12월 18일자에 발표했다.

바구미과에 속한 이 딱정벌레(Pachyrhynchus argus)는 몸 전체에서 선명한 초록빛을 내는데, 이는 오팔과 같은 결정구조를 가진 물질이 몸 전체를 덮고 있기 때문이란 것. 연구진은 딱정벌레가 어떻게 이런 결정구조를 만드는지를 밝혀낸다면 인조 오팔을 보다 쉽고 값싸게 만들 수 있는 방법을 찾아낼 수 있을 것으로 기대했다.

연구진에 따르면 이 딱정벌레의 머리 부분과 몸통 옆면은 얇고 평평한 비늘로 덮여있다. 이 비늘은 외부껍질과 지름 250㎚(1㎚는 10억분의 1m)의 투명한 구슬들이 모여 있는 내부구조로 이뤄져있는데, 육각형 구조로 밀집돼 있는 구슬들이 오팔 결정과 같은 방식으로 빛을 반사해내 특유의 금속성 빛깔을 낸다는 것이다.





구슬은 모든 방향으로 빛을 반사시킬 수 있기 때문에 어느 방향에서도 딱정벌레의 화려한 빛을 볼 수 있다. 이는 딱정벌레들이 서로를 인식하는데 큰 도움을 준다.

동물에서 빛을 반사하는 구조가 발견된 것은 이번이 처음은 아니다. 2001년에는 바다에 사는 동물의 척추에서 광통신에 적용할만한 광학적 구조가 발견되기도 했으며, 나비의 화려한 몸 색깔도 같은 맥락에서 설명되고 있다.

그러나 연구진은 “딱정벌레에서 발견된 나노미터 단위의 구슬은 빛을 모든 방향에서 반사시킬 수 있는데다, 구슬들이 모여 3차원 구조를 형성할 때도 모든 방향으로 층을 형성할 수 있다는 장점이 있다”고 이번 발견의 의미를 설명했다.









호주 북동부 산림지대에서 발견되는 파키린쿠스 아루거스 바구미(a). 몸 전체의 길이가 수 ㎝에 불과하다. 딱정벌레의 몸에 나있는 오팔 구조의 주사전자현미경(SEM)사진.

하나의 비늘에는 나노미터 단위의 작은 구슬들이 육각형으로 쌓여있으며(c), 이 비늘들이 여러 층으로 쳐져 있다(b).

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