자연의 위대함

민들레 씨앗의 비행

우리 일상에도 나름의 물리법칙이 존재

우리의 일상에서 과학을 보자

입력시간 : 2018-12-27 14:27:32 , 최종수정 : 2019-01-08 16:10:55, 김태봉 기자


민들레 씨앗의 비행

 

                      엉겅퀴갈고리에서 응용한 벨크로

인간은 항상 자연의 신비를 모방하며 살아간다. 엉겅퀴 갈고리를 따라한 벨크로(Velcro), 박쥐의 음파탐지를 따라한 소나(Sonar)

 

최근에는 민들레 씨앗의 놀라운 움직임이 주목받고 있다. 별 볼일 없어 보이는 민들레 씨앗은 바람을 타고 멀리는 100넘게 날아가는 놀라운 능력을 가지고 있다.

 

어떻게 이런 일이 가능할까?

최근 뉴욕타임즈, 네이처 등의 보도에 따르면 이는 민들레 씨앗이 만들어 내는 특별한 소용돌이 덕분이다.

영국 에든버러대 카알 커민스 교수 연구팀은 최근 민들레 씨앗의 비행에 얽힌 비밀을 밝혀냈다.

 

연구팀은 비밀을 밝히기 위해 특수한 실험 장치를 고안했다.

이들은 바람을 일으키는 작은 풍동(wind tunnel)을 장치하고, 씨앗을 바람에 떠다니게 하며 떨어지는 상황을 흉내내 보았다.

 

그리고 고속촬영 카메라로 씨앗이 보여주는 움직임을 정밀하게 관찰했다.

공기의 흐름을 파악하기 위해 미세한 입자들을 뿌리기도 했다.

 

그 결과, 여태껏 보지 못했던 독특한 모습의 소용돌이를 발견할 수 있었다.

연구팀은 이 소용돌이를 분리된 소용돌이 고리(separated vortex ring)라 불렀다.

 

단어 그대로, 소용돌이 고리는 민들레의 갓털(pappus)과 일정한 거리를 두고 있었다.

연구팀에 따르면 갓털 살짝 위에 생기는 이 고리는 공기가 갓털 사이를 지나면서 만들어지는 것으로, 흐름이 일정한 안정적인 상태를 유지했다.

 

연구팀에 따르면 이 고리가 만들어 내는 공기흐름으로 인해, 갓털 아래쪽과 위쪽 간 압력 차이가 생기게 된다.

 

그런데 공기는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.

이 과정에서 일종의 공기저항이 생긴다는 것.

 

이것이 바로 민들레 씨앗 비행의 비결이다.

연구팀은 이 고리가 항력(drag)을 증가시켜 마치 낙하산을 편 것처럼 민들레 씨앗이 떨어지는 것을 막아준다고 설명했다.

연구팀은 민들레 씨앗을 정교하게 흉내낸 실리콘 원반을 통해 갓털의 다공성(porosity; 기공의 밀집한 정도)을 조절해 보기도 했다.

 

그 결과 실제 민들레 씨앗이 가지는 만큼의 다공성이 최선의 결과임을 알 수 있었다.

이는 민들레 씨앗처럼 작고 가벼운 물체의 비행에 얽힌 과학적 원리를 밝혀주는 것이다.

연구팀은 이번 발견이 초소형 드론 등에 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

 

말 그대로 바람 불면 날아가 버리는 민들레지만, 그 비행에는 절묘한 물리법칙이 숨어 있었다.

이번 연구는 하찮아 보이는 그 어느 것에도 나름의 법칙과 질서가 존재한다

, 자연의 위대함을 알려주는 것이라 할 수 있겠다.


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