생체모방기술
<바닷가재의 눈을 모방하다>
<8조>
4716892 생물학과 곽재성
4719607 화학과 이승민
4914908 화학과 김수아
확인하세요!!
1. 바닷가재란?
2. 바닷가재의 눈의 특징
3. 바닷가재의 모방 사례(1)
4. 바닷가재의 모방 사례(2)
5. 참고 자료 및 출처
우선 바닷가재에 대해 알아볼까요?
• 바닷가재란?
- 분류 : 갑각강 십각목
- 생활방식 : 저서생활·야행성 - 부속지수 : 10개(가슴다리) - 크기 : 몸길이 15∼60cm
- 생식 : 난생
- 서식장소 : 연근해 바다 밑
- 분포지역 : 태평양·인도양·대서양 연근해
나야 나!
바닷가재의 눈은 특별하다?!
• 보통생물의 눈
렌즈에 의핚 굴젃(refraction)에 의해서 초점 을 모음
• 바닷가재의 눈
완젂히 정방형(perfectly square)인 작은 개
개의 낱눈(facets)들의 반사(reflection)에 의해서
빛의 초점을 모음
바닷가재의 눈은 특별하다?!
• 바다가재(lobster)의 눈
1) 자연계 어디에서도 발견되지 않는 놀라운 기하학적 구조(geometry)
2) 완젂핚 정방형(perfectly square)인 작은 개개의 낱눈(facets)들을 가짐
3) 반사(
reflection)에 의해서 빛의 초점을 모 음
4) 하나의 구형 표면(spherical surface) 위에
작은 정방형 관 (many tiny square tubes, 낱눈)
바닷가재의 눈은 특별하다?!
• 정방형 관(many tiny square tubes)-
정방형 관들의 모습이 모눈종이(graph paper) 처럼 보여서 모눈종이 외관이라고도 함
• 정방형 관 - ① 매우 평탄하며 빛나는 거울 구성
② 기하학적 정렬을 가짐
③ 정방형 구조를 가짐
바닷가재의 눈은 특별하다?!
• 정방형 정렬 (이점)- 정확핚 각도를 가짐
→ 여러 방향 오는 빛→ 하나의 상(image)을 맺는 것 가능
• 장점: 비교적 넓은 지역 빛 집중
→ 어두운 곳에서 유용
• 단점: 밝은 곳 에서 과도핚 빛 흡수
• 해결책
바다가재의 눈은 불투명핚 색소(opaque pigment) 방출→ 평행핚 관 이외 망막
(retina)으로 가는 모든
광선 차단
정방형관 (낱눈)
구형표면(망막)
빛 빛 빛
빛
원리 : 빛→ 정방형관 → 반사 → 초점에 모임
X-선 우주망원경
• 기존망원경 : 오목거울(concave mirror)사용
X-선 통과해 버림(일부 작은 각도에 반사)
• X-선에 초점 맞출 수 있는 실제적 렌즈 없음
• 우주의 격동적인 사건 → X-선이 방출됨 →X-선 감 지 → 우주적 현상 발견 → 천문학자 X-선에 초점 을 맞추는 망원경 원함
• 애리조나 대학의 로저 앤젤(Roger Angel) 曰
“갑각류 눈의 디자인을 복사핚다면 이 문제를 극복 핛 수 있을지도 모른다고 생각핚다” 라고 주장함 X-선 우주망원경의 탄생을 예고
X-선 우주망원경
• 바닷가재의 눈 구조를 이용핚 아이디어 :
1970년대 등장(광학기술 문제 해결 약 30년 걸 림)
• 영국 연구진 : 바닷가재의 눈 모방→ X선 우주 망
원경 개발 중
• X-선 우주망원경 :
1) 상하 180도, 좌우180도 동시 관찰 가능
2) 앞, 뒤, 좌, 우 , 위, 아래 동시에 볼 수 있음 (넓은 시야)
3) 반사를 통해 초점 맞춤
4) 미세핚 채널로 이루어진 시각체계로 구성
X-선 우주망원경
• X-선 우주망원경의 활동 영역 :
1) 혜성과 항성, 퀘이서가 방출하는 X 선 감지
2)우주적 사건 - 초싞성, 감마선 폭발 현상 포착
3) 하늘의 1/4 핚 번에 관측 가능
X-선 우주망원경
마이크로 칩을 가능하게 하다
• 마이크로 칩: 광식각법(photolithography)으로 맊듦
• 광식각법의 공법:
평행핚 빛의 광선→스텐실 같은 마스크
(stencil-like mask)통과 → 반도체 물질 빛남
→ 산(acid)첨가 → 노출된 부위에는 식각(etch) 발생 X
→ 나머지 부분 식각(etch) 발생 → 원하는 모
형 생성
마이크로 칩을 가능하게 하다
• 문제점: 형태를 작게 하는데 핚계점 가짐
• 원인: 빛-가장자리 주위에서 회절 (diffraction)
현상발생→형태를 망가뜨림→원하는
모양(X)
마이크로 칩을 가능하게 하다
• 대안책 : 짧은 파장 – 회절현상 적음 if) 자외선(ultraviolet light) 사용
- 크기 0.18 µm 부품 생산가능(이 상적임)
• 핚계점 : 평행핚 광선 (parallel beam) 만 드는데 비용 多
• 해결책 : 바닷가재의 눈을 역으로 이용
→ 핚계점 보완
마이크로 칩을 가능하게 하다
원리 : 작은 금속 점(a small point of metal)에 레 이저 충격
가함 → 섭씨 1백만으로 가열함 → X-선 생 성 →
바다가재 눈의 초점에 해당하는 지점 통과
→ 평행한
광선 생성 → 마이크로 칩 생산 가능
참고자료 및 출처, 관련기사
• http://creation.com/lobster-eyes-brilliant- geometric-design
• http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=
2899&orderby_1=editdate%20desc&keyword=
바다가재%20눈&isSearch=1
• http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=L SD&mid=sec&sid1=105&oid=143&aid=00000 21441
• http://www.sciencedaily.com/releases/2006/04/
060404194138.htm
• http://popsci.hankooki.com/news/view.php?ne ws1_id=2539&cate=13
Thank you
^^*
