도마뱀의 발바닥을 본뜬 접착제, 게코테이프
4. 생각해보기로 질문하기
가. 유리관을 꺾기 전과 후의 차이점은?
나. 유리관을 꺾었을 때 변화가 먼저 시작되는 곳의 위치는?
다. 반응 전후의 플라스틱 관의 온도변화는?
1. 손으로 만져보기: 앞면의 신사임당 초상이나 뒷면의 월매도, 문자 및 숫자 등은 오톨도톨한 감 촉을 느낄 수 있으며 시각장애인들을 위해 앞면 좌우 양끝에는 5만원을 뜻하는 볼록한 다섯 줄 무늬도 확인할 수 있다.
2. 앞면 중앙 왼쪽 편에 부착된 '입체형 부분노출은선'은 청회색의 특수필름 띠로 제작되었다고 하 며 미국 100달러 신권에도 적용된다고 한다.
3. 지폐를 상하로 흔들면 은선에 새겨진 태극무늬가 좌우로 움직이고, 반대로 좌우로 움직이면 태 극무늬가 상하로 움직이는 것처럼 보인다.
4. 왼쪽 끝부분에 새겨진 '띠형 홀로그램'은 보는 각도에 따라 색상이 바뀌면서 태극과 한반도 지 도, 4괘 등 3가지 무늬가 차례로 나타나고 지폐의 양 모서리에 있는 지폐번호인 기번호는 오른쪽 으로 갈수록 문자 및 숫자의 크기가 커진다.
5. 뒷면의 '50000' 액면 숫자에는 색변환잉크를 사용해서 각도에 따라 자홍색에서 녹색으로 변하 고, 앞면의 흰 부분을 빛에 비추면 신사임당 초상이 나타나도록 숨은 그림을 찾을 수 있다.
교사용 참고자료 3-2
발광생물의 이모저모
<발광이 일어나는 장소에 따른 분류>
세포 내에서 일어나는 발광(세포내 발광)생물로 야광충, 반디를, 발광물질을 세포 밖으로 분비하여 발광(세포외 발광)하는 생물로는 갯반디, 털날개갯지네 를 들 수 있다.
<발광방식에 따른 분류>
스스로 빛을 발하는 동물의 경우에는 신경의 영향을 받아 발광을 스스로 조절 할 수 있으나, 공생하는 다른 생물에 의한 발광의 경우 일부만이 조절되고 대 부분 연속적으로 빛을 발하게 된다.
<발광생물이 내는 빛>
대부분 가시광 범위이며, 자외선이나 적외선을 내는 생물은 없는 것으로 알려져 있다. 즉, 열이 발생 하지 않는 발광이며, 청색·녹색·노란색 등을 낸다.
<발광동물의 종류>
가시광영역에서의 생물발광이 가능한 동물들은 발광물질을 스스로 생산하여 자기 발광이 가능한 1 차 발광 집단과 발광세균등과의 공생으로나타나는 2차 발광 동물로 나눌 수 있다.
1차 발광 동물로는 외적자극이나 신경자극에 대한 응답으로 체내에서 섬광을 발생하는 것으로 야광 충, 반디물오징어, 해파리, 반디 등이 있다.
2차 발광은 루시페린-발광효소반응(L-L반응)과 발광단백질에 의한 발광 현상이 대표적이다.
야광충 : 세포질 과립 속의 발광과립이 기계적 자극을 받아 발광 바다선인장 : 개펄에서 서식하는 산호류
심해성 오징어 : 네 가지의 발광기가 몸에 있어 군청색·푸른색·붉은색·흰색 등 네 가지 빛이 난다.
거미불가사리, 갯반디
<발광식물의 종류>
발광세균 : 주로 바다산(産)이나 죽은 물고기나 그 가공품 표면에서도 번식 버섯류 : 자실체의 갓이 발광하는 것, 균사가 발광하는 것, 포자가 발광하는 것 등
반디 : 환경오염에 의해 점차 보기 어려워진 곤충으로 개똥벌레라고 도 부른다. 루시페린이 루시페라아제에 의해서 산소와 반응해 노란 색 또는 황록색 빛을 내는 부분이 있다. 반디의 불빛은 다른 개체와 의 통신수단으로 사용하고 있다고 알려져 있다.
생체모방기술 활동지 3. (모둠명: 모둠원:
, , , )교과 과학, 미술
학습목표 ► 발광 스틱을 만들어보고 발광생물들이 발광물질을 만들어내는 이유를 생각해볼 수 있다.
► 인공 발광스틱을 만들어 보고 생물발광을 간접적으로 체험할 수 있다.
n
생각펼치기 :
지폐에 숨은 발광찾기 1. UV램프를 사용하여 지폐에 사용된 발광물질이 있는 곳을 찾아보면?2. 지폐의 종류별로 발광 위치와 모양 비교하기
n 생각펼치기 :
발광 스틱 만들기개인별로 발광스틱을 만든다.
* 유의점: 반드시 비닐장갑을 착용하고, 눈이나 피부에 닿지 않도록 한다.
실험 후 팔찌나 주사기를 가지고 놀다가 다치지 않도록 주의한다.
1. 유리관을 부러뜨리기 전과 후의 차이점은?
2. 유리관을 부러뜨린 후 흔들어주는 이유는?
3. 야광반응이 일어나면서 플라스틱관의 온도변화는?
n
생각다지기 :
발광생물 알아보기n
생각되돌아보기 :
발광기능 제품 구안해보기교사용 참고자료 4_1 식물관찰 포토카드
부레옥잠
출처 : www. flicker.com부레옥잠은 잎자루에 공기주머니가 있어 물 위에 떠서 살 수 있다. 본래 여러해살이지만 열대 원산으로 우리나라에 서는 겨울을 나지 못하고 주로 한해살이이다.
토란
출처 : www. flicker.com한가위에 주로 먹는 토란국의 재료로 사용되는 채소이며 열대 아시 아 원산으로 원래는 여러해살이지만 우리나라에서는 겨울에 잎은 말 라죽고 덩이줄기로 겨울을 난다. 줄기는 땅속에서 커져서 덩이줄기로 자란다. 줄기로 영양 생식을 하며 칼륨이 풍부하여 고혈압에 좋으며 섬유질이 풍부하여 변비예방효과도 있다.
환삼덩굴
출처 : www. flicker.com생명력이 강하여 주변에서 쉽게 볼 수 있는 한해살이 덩굴식물로 한 삼덩굴 또는 율초로 불리기도 한다. 줄기와 잎자루에 가시가 있어 거 칠어 긁히기 쉽고 잘 달라붙는다. 민간이나 한방에서 사용되어져 왔 는데 고혈압, 이뇨작용, 피부 질환에 사용되기도 한다.
단풍나무
출처 : www. flicker.com단풍나무는 관상용으로 많이 심어 주변에서 쉽게 관찰되며 손가락처 럼 갈라진 것이 7개로 되어 있으며 단풍이 들면 빨간 색이 된다. 단 풍나무 꽃에서 만들어진 단풍나무 열매는 2개씩 붙어 있고 날개가 있어 바람에 날아 좀 더 멀리 날아가도록 한다.
교사용 참고자료 4_2
나노연잎 1
출처 : 네이버 캐스트 (글 김훈기 서울대학교 기초교육원 강의교수)
새벽안개가 걷힐 무렵 연못 위에 떠있는 연잎을 보면 마음이 청아해진다. 연잎 위에 작은 물방울들이 투명하게 빛 나며 동글동글 맺혀 있다. 실바람이라도 불면 이들이 조금씩 굴러다니며 이내 큰 물방울을 만든다. 연잎 위에 묻어있 는 미세한 먼지를 닦아내며 물방울이 연못으로 떨어진다.
과학자들은 연잎 표면에 어떤 비밀이 숨어있는지 알아내고, 그 결과를 실생활에 응용하기 시작했다. 흔히 물과 친하 게 잘 섞이는 성질을 친수성, 반대로 물과 친하지 않은 성질을 소수성이라고 부른다. 연잎 표면은 자연계 어떤 물질 보다 소수성이 강하기 때문에 ‘초소수성’을 지닌다. 전자현미경을 이용해 표면을 나노미터(nm, 1nm=10억분의 1m) 수준으로 관찰한 결과 그 초소수성의 비밀이 드러났다.
나노 수준 ‘이중 거칠기’가 연잎의 초소수성의 비결
보통 바닥면 위에 물방울이 놓여 있을 때 물방울의 측면과 바닥면이 접촉하는 각도가 60도보다 크면 소수성, 30도 이하이면 친수성을 띤다고 말한다. 그런데 연잎 바닥면이 물방울과 접촉하는 각도는 150도 이상이다. 그냥 소수성이 아닌 ‘초소수성’을 갖는다는 뜻이다.
바닥면이 초소수성을 띄면 물방울은 거의 공모양을 형성한다. 인공소재의 표면(좌), 자연의 연잎(우)의 비교
그 이유는 무엇일까. 연잎 표면에 있는 무수한 미세 돌기 덕분이다. 먼저 바닥면의 미세 돌기는 물방울이 연잎 표면 과 접촉하는 각도를 커지게 만든다. 또한 바닥면 위에 형성돼 있는 봉오리들에도 무수한 돌기가 있어 비슷한 효과를 일으킨다. 연잎 표면은 이와 같은 이중적인 소수성 덕분에 ‘초소수성’을 띠는 것이다.
연잎 표면에는 무수히 많은 미세돌기가 퍼져 있고, 중간 중간에 역시 미세 돌기로 이뤄진 봉오리들이 분산돼 있다.
우측 사진은 봉오리를 확대한 모습이다.
교사용 참고자료 4_3
나노연잎 2
출처 : 네이버 캐스트 (글 김훈기 서울대학교 기초교육원 강의교수)
옆이나 위에서 보면 마치 꽃이 피어나는 모습 같다.
실리콘 표면을 가공해 연잎 표면 같은 이중 돌기를 갖추게 했다. 옆(왼쪽 사진)과 위(오른쪽 사진)에서 보면 마치 꽃 이 피어나는 모습 같다.
원리를 알았으면 다음은 모방 단계. 과학자들은 ‘연잎 효과’를 모방한 다양한 제품을 제작하고 있다. 비를 맞거나 물 을 뿌리면 먼지가 깨끗하게 떨어지는 페인트, 콜라나 커피가 쏟아져도 툭툭 털어내면 깨끗해지는 기능성 의류 등 다 양한 제품이 이미 판매되고 있다.
표면적 늘어나도록 다양한 주름 유도
나노 세계의 물질 표면에 대한 또 하나의 흥미로운 주제는 ‘주름’이다. 분자들을 뭉쳐 만든 폴리머(polymer)에 적절 한 처리를 가하면 다양한 형태의 주름이 만들어진다.
폴리머 표면을 적절하게 처리하면 나노 수준에서 다양한 형태의 주름이 만들어진다. 주름이 많아졌다는 말은 동일한 공간 안에서 다른 물질과 화학적으로 반응할 수 있는 표면적이 넓어졌음을 의미한다. 예를 들어 차세대 청정에너지 로 꼽히는 수소를 저장하는 그릇을 만들 때 그 표면적의 주름을 대폭 늘리면 수소의 저장용량은 훨씬 커진다. 또 화 학반응을 촉진하는 매개물질인 촉매를 이런 식으로 처리하면 표면적이 늘어나 그 활성도가 훨씬 높아질 수 있다. 만 일 폴리머에서 주름이 만들어지는 메커니즘을 밝히면 인간 피부의 주름을 없애는 방법도 알 수 있지 않을까.
세포의 생존환경을 규명하기 위해 나노 수준에서 만든 주름과 돌기위에 세포를 올려놓고 그 움직임을 관찰한 장면 한국과학기술연구원(KIST) 계산과학센터 연구팀은 최근 특별한 시도를 하고 있다. 주름이 만들어진 바닥층 위에 역 시 주름이 접힌 돌기를 일정한 방향으로 배열한 후 그 위에 생물의 세포를 올려놓았다. 표면적이 넓어진 환경에서 세포가 어떻게 자라는지 연구하기 위해서이다. 과학자들이 세포를 시험관에서 원하는 시간 동안 배양하는 일은 쉽지 않은 작업이다. 이 연구를 통해 세포가 시험관에서 좀더 오랫동안 효율적으로 생존할 수 있는 환경에 대한 단서를 얻을 수 있다.