[유제봉]미래의 산업 생체모방공학(Biomimetics)

[시사에세이]유제봉 전 국제로타리 3680지구

▲ 유제봉 전 국제로타리 3680지구 총재

유로존을 시작으로 세계는 지금 금융불안에 빠져있다. 그 해법을 찾고자 여러가지 지원대책들이 제시되고 있으나 쉽게 풀리지 않을 전망이다. 그러나 이러한 위기를 오히려 기회로 삼고자 기발한 아이디어들이 곳곳에서 감지되고 있다. 이러한 맥락에서 요즘 각광을 받고 있는 미래의 유망산업인 생체모방공학에 대해 소개하고자 한다.

생체모방공학(Biomimetics)의 핵심적 개념은 자연생태계에서 아이디어를 얻는 것이다. 즉, 살아 있는 생물의 오묘한 행동이나 구조, 그들이 만들어 내는 물질 등을 공학적으로 모방해내 새로운 기술을 만드는 전자·기계기술로서 어원은 '생체(Bio)'와 '모방(mimetics)'이란 단어의 합성어다.

이러한 생체모방공학에 비해 자연의 생물들은 비교할 수 없을 만큼 오랜 역사를 가지고 있어서 앞으로 생물을 통해 배우는 첨단 소재들이 계속 등장할 전망이다.

생체모방공학의 아이디어는 거의 인류의 탄생과 함께 시작됐다고 할 수 있다. 원시시대에 사용되던 칼, 화살촉과 같은 사냥도구는 육식동물의 날카로운 발톱을 모방해 만들어졌고, 새처럼 날고 싶은 인간의 꿈은 라이트 형제가 새를 모방해 비행기를 만들었으며, 세계 최초의 동력 비행에 성공한지 100여년이 지난 지금은 미래의 새로운 비행체를 꿈꾸며 이제 유인우주왕복선에 이어 무인 우주 탐색선 까지 와 있다.

그동안 긴 역사에도 불구하고 생체모방을 '공학'이라고 부를 수 있을 만큼 기술이 발달할 수 있었던 것은 나노 기술과 극소량의 물질을 대량으로 생산해 내는 생명공학 등의 발달로 비로소 가능해졌다.

생체모방공학에서 가장 주목 받고 있는 것은 곤충이라고 한다. 특히 곤충의 뇌신경시스템은 척추동물보다 상당히 단순함에도 불구하고 기억이나 학습능력 등 고도의 기능을 갖추고 있어서 '생체모방의 모든 것은 자연에 존재한다'고 할 만큼 자연은 우리의 훌륭한 스승인 셈이다.

사실 생체모방공학이라 부를 수 있도록 정교한 작업이 가능해진 것은 아주 최근의 일이다. 인간의 상상력에 걸맞은 물건을 만들어낼 수 있는 도구들이 최근에서야 개발됐기 때문이다. 생체를 모방해 성공한 공학적 사례들 중에서 몇 가지를 소개하고자 한다.

우선 홍합에서 모방한 접착력 기술을 예로보자. 홍합의 접착력은 폭풍우에도 끄떡없다. 홍합을 바위에 달라붙게 하는 접착 단백질의 힘을 단일 분자 수준에서 처음으로 규명함으로써 생체모방공학이 다시 한 번 주목을 받았다. 그 힘은 지금까지 생물체에서 알려진 가장 센 결합력의 4배다. 홍합이 바위에 단단하게 붙어 있을 수 있는 것은 10개의 아미노산이 반복돼 있는 단백질 때문이다. 물에 젖을수록 더욱 강력한 접착 능력을 갖게 되는 홍합 접착제는 수술 후 상처 부위를 붙이는 데 실 대신 사용할 수 있어 의학에서 혁명과 같은 변화를 몰고 올 수 있다.

미국에서는 홍합의 콜라겐 단백질을 이용해 사람의 피부보다 5배나 질기고 16배나 잘 늘어나는 인공피부를 만들고 있다.

그리고 딱정벌레의 단단한 껍데기는 갑옷을 능가한다. 파리는 선회, 회전, 후진, 8자 비행 등 다양한 비행 기술을 총동원하여 자유자재로 날아다닌다. 이렇게 생명체들이 보여 주는 놀라운 능력은 끝이 없다. 어찌 보면 당연한지도 모를 이러한 생명체의 '뛰어난 힘'을 모방하여 인간 생활에 적용 가능한 형태로 만들어 내려는 연구가 바로 '생체모방공학'이다.

이러한 생체를 응용한 모방술은 앞으로 무궁무진하다. 그리고 이를 연구하는 인력역시 우리는 풍부하게 보유하고 있다.

물론 자동차나 선박을 만들어 수출이익도 중요하지만 연구 한 건만 잘 해 내면 국가가, 국민이 오랫동안 먹고살 수 있는 부의 원천을 마련할 수 있다는 점에서 생체모방공학은 미래에 각광받는 분야임에 틀림이 없다.

세계는 바야흐로 무한 경쟁체제로 재편되어 가고 있다. 자원 빈국인 우리나라는 많은 세계적 브레인들을 보유하고 있다. 하루 빨리 생체모방공학에 눈을 돌려 신 발명품에 도전해 성공을 이룬다면 산유국에서나 누릴 수 있을 있을 법한 부를 일구어낼 수 있는 날이 반드시 오게 될 것으로 믿는다.