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물속으로 풍덩♪…‘인공아가미로 물에서도 호흡 척척’


푹푹 찌는 무더운 여름. 시원하고, 무거운 몸을 억지로 가눌 필요도 없는 물속에서 계속 살 수는 없을까? 사람이 물속에서 숨을 쉬고, 삶을 즐기며 살아간다는 것은 공상과학영화에서나 나올법한 상상 속의 이야기다. 그러나 과학이 결합한다면 아주 불가능한 일은 아니다.



●물속에서 숨쉴 수 있는 인공아가미

한국기계연구원의 허필우 박사팀은 사람이 물속에서 숨쉴 수 있는 인공 아가미를 개발했다. ‘생체 모방형 산소공급 호흡장치’라고 불리는 이 장치는 물벌을 본떠 만들었다.

물벌은 평소에는 육지에서 살지만 알을 낳을 때는 물속으로 들어간다. 가시날도래의 몸속에 알을 낳기 위해서다. 물벌의 피부 표면에는 털이 잔뜩 나 있는데, 물속에 들어가면 이 털이 물을 밀어내 물벌은 얇은 공기층으로 덮이게 된다.

물벌은 이 공기층 속에 포함된 산소로 호흡하는데, 이 산소가 줄어들면 물에 녹아 있는 산소가 공기층으로 들어와 물벌은 오랫동안 산소를 공급받을 수 있다.










허 박사팀의 개발한 인공아가미는 물벌의 털과 같은 성질을 같는 ‘중공사’라는 섬유로 만든다. 표면에는 물분자보다 작은 구멍이 뚫려 있으면서 호스처럼 안쪽에도 구멍이 나 있다. 넓을수록 물에서 산소를 많이 끌어들일 수 있기 때문에 섬유를 다발로 묶어서 사용한다.

현재 한 번에 산소의 용량을 많이 받아들일 수 있도록 장치를 개선하는 중이며, 5년 안에 상용화가 가능할 것으로 예상하고 있다.



●물속에서 다이어트가 필요 없는 이유

누구나 물놀이를 한 후면 쉽게 배가 고파지는 것을 알 수있다. 물속에서는 물의 저항을 버티며 움직이기 위해 공기 중에서 움직일 때보다 많은 양의 에너지를 필요로 하기 때문이다.

사람이 물속에서 생활을 한다면 24시간 동안 물의 저항을 이겨내야 하는 셈이다. 하루 24시간 중 8시간은 활발히 움직이고, 8시간은 가벼운 생활을 하고 8시간을 수면을 취하는 것으로 하루에 필요한 에너지를 계산하면 사람이 살아가는 데 필수적인 기초대사량을 제외하고도 11,200㎉가 필요하다.

이는 활발한 운동을 스쿠버 다이빙 운동량으로, 가벼운 생활을 비교적 힘이 적게 드는 평형의 운동량으로 계산한 결과다. 라면 1개의 열량은 521㎉라는 것을 생각할 때 무려 라면 20개가 넘는다.

물론 물속에서는 체온유지 등의 문제로 공기 중에서와 기초대사량이 다르다. 그러나 땅위에서 살 때 성인 남자가 기초대사량을 포함하여 하루에 약 2100㎉가 필요한 것을 생각하면 어마어마한 양이 아닐 수가 없다. 물속에서는 어마어마하게 먹지 않는 이상 살이 찔 수조차 없는 것이다.

이 밖에도 초음파와 수화번역기를 이용한 대화법이나 물에 젖지 않는 책 등, 사람이 물속에서 살아가는 것에 대한 과학적인 방법은 ‘어린이과학동아’ 8월 1일자에서 확인할 수 있다.

 

 

 



오가희 동아사이언스 기자 solea@donga.com



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