How do geckos defy gravity? - Eleanor Nelsen

도마뱀붙이는 어떻게 중력에 저항하는가? - 엘레노 넬슨 (Eleanor Nelsen)

번역: juhyeon lee 검토: Gemma Lee

It's midnight and all is still,

조용한 한밤중

except for the soft skittering of a gecko hunting a spider.

도마뱀붙이의 거미 사냥이 정적을 깹니다.

Geckos seem to defy gravity,

도마뱀붙이는 중력을 거스르듯이

scaling vertical surfaces

벽에 붙어 있습니다.

and walking upside down without claws,

발톱, 접착제, 강력한 거미줄이 없지만

adhesive glues or super-powered spiderwebs.

위, 아래로 잘 걸이다닙니다.

Instead, they take advantage of a simple principle:

그들은 양전하와 음전하간의 인력이라는

that positive and negative charges attract.

단순한 법칙의 영향을 받고있습니다.

That attraction binds together compounds, like table salt,

이 인력은 소금같은 화합물이 서로 결합하게 만드는데

which is made of positively charged sodium ions

소금은 양전하의 나트륨이온이

stuck to negatively charged chloride ions.

음전하의 염화 이온과 결합한 것이죠.

But a gecko's feet aren't charged

하지만 도마뱀붙이의 발이나

and neither are the surfaces they're walking on.

벽 표면은 전하가 없습니다.

So, what makes them stick?

그럼 무엇이 그들을 붙어있게 하는 걸까요?

The answer lies in a clever combination of intermolecular forces

그것은 바로 분자간의 힘과

and stuctural engineering.

구조적 기술에 있습니다.

All the elements in the periodic table have a different affinity for electrons.

주기율표의 원소들은 각각 다른 전자 친화력을 가지는데

Elements like oxygen and fluorine really, really want electrons,

산소나 불소 같은 원소들은 전자와 잘 붙고

while elements like hydrogen and lithium don't attract them as strongly.

반면에 수소나 리튬 같은 원소들은 전자와 잘 붙지 않습니다.

An atom's relative greed for electrons is called its electronegativity.

원자와 전자가 붙으려하고 하는 정도를 전기음성도라고 합니다.

Electrons are moving around all the time

전자는 쉬지 않고 항상 움직이고

and can easily relocate to wherever they're wanted most.

가고 싶은데로 쉽게 갈 수 있습니다.

So when there are atoms with different electronegativities in the same molecule,

같은 분자안에 전기음성도가 다른 원자가 있을 때

the molecules cloud of electrons

전자안에 있는 분자는

gets pulled towards the more electronegative atom.

전기음성도가 높은 원자쪽으로 갑니다.

That creates a thin spot in the electron cloud

이때 전자 구름 속에는 얇은 곳이 만들어지는데

where positive charge from the atomic nuclei shines through,

여기에 원자핵을 지나온 양전하가 모이고

as well as a negatively charged lump of electrons somewhere else.

음성자 또한 다른 곳에서 모이게 됩니다.

So the molecule itself isn't charged,

분자는 전하를 띠지 않지만

but it does have positively and negatively charged patches.

양전하와 음전하가 곳곳에 있습니다.

These patchy charges can attract neighboring molecules to each other.

이렇게 군데군데 떨어져 있는 전하가 주변 분자들을 끌어당깁니다.

They'll line up so that the positive spots on one

이때 양전하와 음전하는 서로

are next to the negative spots on the other.

한 줄이 되기 위해 줄을 서기 시작합니다.

There doesn't even have to be a strongly electronegative atom

강한 인력을 만들어내기 위해

to create these attractive forces.

전기음성도가 강한 원자가 될 필요가 없습니다.

Electrons are always on the move,

전자는 항상 움직이고

and sometimes they pile up temporarily in one spot.

가끔 순간적으로 한 곳에 모이기도 합니다.

That flicker of charge is enough to attract molecules to each other.

전자의 이런 작은 움직임은 분자들을 서로 끌어 당기는데 충분합니다.

Such interactions between uncharged molecules

전하를 띠지 않는 분자간의 상호작용을

are called van der Waals forces.

반데르발스의 힘이라고 부릅니다.

They're not as strong as the interactions between charged particles,

그것은 하전 입자간의 상호작용만큼 강하지 않지만

but if you have enough of them, they can really add up.

많이 모이면 매우 강력해집니다.

That's the gecko's secret.

이것이 도마뱀붙이의 비밀입니다.

Gecko toes are padded with flexible ridges.

도마뱀붙이의 발은 유연한 돌기가 달려있습니다.

Those ridges are covered in tiny hair-like structures,

돌기는 작은 머리카락 같은 구조로 되어 있는데

사람의 머리카락보다 훨씬 얇으며 강모라 부릅니다.

much thinner than human hair, called setae.

And each of the setae is covered in even tinier bristles called spatulae.

이 강모들은 주걱모양의 털로 덮여있는데

Their tiny spatula-like shape is perfect for what the gecko needs them to do:

이 모양은 도마뱀붙이가

stick and release on command.

발을 붙였다가 때기에 최적의 모양입니다.

When the gecko unfurls its flexible toes onto the ceiling,

유연하게 발을 천장위에 펼칠 때면

the spatulae hit at the perfect angle for the van der Waals force to engage.

발이 알맞은 각도로 붙으면서 반데르발스의 힘이 작용됩니다.

The spatulae flatten,

그리고 평평해지는데

creating lots of surface area for their positively

이때 많은 양전하와 음전하를 생성해

and negatively charged patches to find complimentary patches on the ceiling.

천장에 붙을 수 있게 됩니다.

Each spatula only contributes a minuscule amount of that van der Waals stickiness.

각각의 주걱모양은 반데르발스의 힘이 소량 발동되는데 도움을 줍니다.

But a gecko has about two billion of them,

하지만 도마뱀붙이는 이것을 약 20억개 지니고 있어

creating enough combined force to support its weight.

자신의 무게도 지지할 수 있습니다.

In fact, the whole gecko could dangle from a single one of its toes.

사실은 발가락 하나만 있어도 매달릴 수 있습니다.

That super stickiness can be broken, though,

하지만 발이 붙는 각도가 조금이라도 어긋난다면

by changing the angle just a little bit.

떨어지게 됩니다.

So, the gecko can peel its foot back off,

도마뱀붙이는 발을 떼어낸 후

scurrying towards a meal or away from a predator.

먹이를 잡으러 가거나 포식자로부터 도망갑니다.

This strategy, using a forest of specially shaped bristles

이 전략은 특별한 형태의 털로 이뤄진 숲을 활용해서

to maximize the van der Waals forces between ordinary molecules

보통 분자 사이에서 반데르발스의 힘을 최대화하려는 것이죠.

has inspired man-made materials

여기서 영감을 받아

designed to imitate the gecko's amazing adhesive ability.

도마뱀붙이의 접착 능력을 모방한 인위적인 물질을 만들어 냈습니다.

Artificial versions aren't as strong as gecko toes quite yet,

아직 도마뱀붙이의 능력은 따라잡지 못했지만

but they're good enough to allow a full-grown man

성인이 유리벽을 7.6 m까지 오르기에는

to climb 25 feet up a glass wall.

충분합니다.

In fact, our gecko's prey is also using van der Waals forces

사실 도마뱀붙이의 먹이들도 반데르발스의 힘을 이용해

천정에 매달립니다.

to stick to the ceiling.

So, the gecko peels up its toes and the chase is back on.

그래서 도마뱀붙이도 발을 떼서 먹이를 추격합니다.