발명품 속에 숨겨진 ‘과학의 원리’

여행을 가거나 먼 거리를 갈 때 타는 비행기는 새의 모양과 날갯짓을 본떠서 만든 것이다. 이처럼 우리가 편리하게 사용하고 있는 여러 가지 발명품 속에는 다양한 과학적 원리들이 숨어 있다. 즉, 발명품은 대부분 자연에 대한 주의 깊은 관찰을 통해 얻은 자연 속 법칙이나 성질을 응용한 아이디어로부터 만들어지는 것이다. 비행기 외에도 우리 주위에서 쉽게 볼 수 있는 가시철망, 오리발, 산소통, 전신 수영복, 벨크로(찍찍이) 등도 모두 동물이나 식물의 형태와 특징 등을 보고 만든 것이다. 이렇게 우리 생활을 편리하게 해주는 여러 가지 발명품들이 자연의 어떤 모습을 보고 발명된 것인지 알아보자.

덩쿨, 철망(아래사진)

철사에 날카롭게 자른 철사를 감아 물체가 접근해 닿으면 상처를 주는 ‘가시철망’은 자연물을 관찰해 만든 대표적인 발명품이다. 이 가시철망은 어느 양치기 소년에 의해 발명되었다. 이 양치기 소년이 돌보고 있던 양들이 자꾸만 울타리를 넘어가 이웃의 농작물을 엉망으로 만들었는데, 그러던 중 양치기 소년은 양들이 장미 가시가 있는 쪽으로는 가지 않는다는 것을 알게 되었다. 그래서 양치기 소년은 장미넝쿨처럼 가시철망을 만든 것이다. 오리와 개구리의 관찰을 통해서도 발명품이 만들어졌다. 오리와 개구리의 공통점을 찾으면 모두 발가락 사이에 물갈퀴가 있다는 것이다. 이 물갈퀴로 물을 힘차게 밀어내며 앞으로 쑥쑥 나아가 수영을 할 수 있다. 이 물갈퀴를 보고 사람들은 잠수나 수영을 할 때 사용하는 ‘오리발’을 만들었다. 물속에서 오랫동안 잠수를 할 때 사용하는 ‘산소통’ 역시 자연물로부터 아이디어를 얻었다. 바로 물방개의 호흡법이다. 물방개는 공기를 들이마셔 날개 옆에 모아두었다가 조금씩 이용하고, 다 이용하면 다시 물위로 나와 공기를 들이마신다. 이러한 물방개의 호흡법을 보고 산소를 가득 채워 넣고 호스로 조금씩 들이마시면서 물속에서도 오랫동안 숨을 쉴 수 있는 산소통을 발명한 것이다. 수영 선수들이 입는 ‘전신 수영복’ 역시 자연물의 형태와 특징을 관찰해 만든 발명품이다. 전신 수영복은 상어의 피부를 보고 아이디어를 얻은 것으로, 물의 저항을 최소화시킨 것이다. 상어의 피부를 덮은 비늘에는 뾰족한 돌기가 있어서 까칠한데 상어는 이 돌기가 있어서 빨리 헤엄칠 수 있다. 상어가 헤엄칠 때 이 돌기가 주변에 있는 물의 소용돌이를 없애주기 때문에 빨리 나아갈 수 있는 것이다. 또 다른 대표적인 발명품은 ‘찍찍이’라고도 불리는 ‘벨크로’이다. 운동화, 모자, 가방 등에서 흔하게 볼 수 있는 이 벨크로는 우엉 열매를 보고 아이디어를 얻은 발명품이다. 우엉 열매에는 가시가 있는데, 그 끝은 갈고리처럼 휘어져 있다. 우엉 열매는 가시 때문에 옷이나 동물의 털에 잘 달라붙어 씨를 멀리까지 퍼뜨릴 수 있다. 식물의 씨가 어떻게 퍼지는지를 관찰하다가 아이디어를 얻어 발명하게 된 것으로 프로펠러와 낙하산도 들 수 있다. 프로펠러는 단풍나무의 열매를 본떠 만든 것이다. 단풍나무 열매는 얇고 납작한 날개처럼 생겨 바람을 타고 멀리까지 퍼지고 돌면서 떨어진다. 낙하산은 민들레씨를 본떠 만들었다. 민들레씨에는 털이 달려 있기 때문에 멀리까지 날아가고 천천히 땅에 떨어지는 성질을 응용한 것이다. 이 외에도 두더지 앞발을 보고 만든 포클레인, 지렁이를 보고 만든 엘리베이터, 문어의 빨판을 보고 만든 흡착기, 벌의 침을 보고 만든 주사 바늘, 치타의 발을 보고 만든 달리기용 신발 등은 모두 자연물로부터 아이디어를 얻어 만든 발명품들이다. 지금까지도 일상생활에서 편리하게 사용되고 있는 발명품은 사소하게 생각할 수 있는 과학의 원리로부터 출발한다. 우리가 자연으로부터 배울 것은 아직도 무궁무진하다. 심지어 작은 생물로부터도 배울 것이 엄청나다. 조금 더 자연에 대한 호기심과 관심을 갖고 자세히 관찰하면, 자연으로부터 여러 가지를 배울 수 있고 사람들이 생활하는 데 유용한 물건들을 만들 수 있는 아이디어를 얻을 수 있을 것이다.
경향신문