생체모방공학 레포트

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목차: 1. 생체모방공학
- 생체모방공학
- 생체모방 접착제

2. 개코도마뱀 접착력을 적용한 신발
- 개코도마뱀 원리
- 개코도마뱀을 응용할 경우 기대되는 효과

3.홍합을 응용한 속눈썹 접착제
-속눈썹 접착제의 문제점과 피해사례
-홍합의 원리 및 성분
-홍합 접착력을 응용할 경우 기대되는 효과

4.갯지렁이의 접착력을 응용한 Self Healing 벽돌
-현 건축마감재와 방파제의 대체제 필요성
-갯지렁이 접착제 원리 및 성분
-갯지렁이 접착력 적용원리 및 기대효과

4. 결 론
5. 참고문헌

본문내용: 따개비

- 원리
최근까지 이러한 좋은 따개비의 접착 기술을 개발하지 못하고 있었다. 하지만 한국과학기술연구원 생물공정연구센터에서 따개비와 같은 해중생물의 접착제를 생물공학적 방법으로 생산하는 연구를 활발히 하고 있다. 이 연구소에서는 따개비가 가진 접착제 성분인 ‘폴리 페놀릭’(단백질 성분-홍합에 있는 단백질 성분과 동일)을 분비하는 유전자를 미생물(대장균)에 넣어주어, 이 미생물을 탱크에서 대량 배양하여 상당량의 접착제를 얻는데 성공했다.
- 특성
첫째 따개비는 극한 환경에서도 잘 자라기 때문에 개체를 얻기에 쉽다. 둘째 우리가 흔히 쓰고 있는 접착제는 물, 휘발유, 벤젠 등을 적셔 주면 떨어지지만 따개비가 만들어 내는 풀은 어떤 상황에서도 접착력이 약해지지 않는다는 우수성을 가지고 있다.

< 본 론 >

1.게코도마뱀 접착력을 이용한 신발

<게코도마뱀 발바닥>

<발바닥 섬모 확대본>

개코도마뱀
- 원리
도마뱀 발바닥에는 가느다란 털인 섬모가 수없이 존재하는데, 섬모와 벽면 사이에 서로 끌어당기는 힘인 ‘반데르발스힘’이 작용에 의해 게코도마뱀이 자유자재로 벽과 천장을 돌아다닐 수 있다.
반데르발스힘은 분자들이 서로 근접할 때 미약하게 발생하는 것으로 자석처럼 극성을 띠지 않은 물체라도 서로 접근하면, 분자들의 전자 분포가 급격히 변동하면서 끌어당기는 힘이 생겨난다는 것이다. 게코도마뱀이 극성이 없는 반도체에도 잘 달라붙으므로 반데르발스의 힘이 접착력의 원천임을 알 수 있다.

<게코도마뱀 발바닥의 섬모 확대본>

(A)발바닥의 많은 돌기에 섬모가 배열되어있는 게코도마뱀 발바닥의 광학사진
(B)수 천개의 미세한 주걱모양 섬모가 나있는 천연 게코섬모의 SEM사진
(C-D)확대사진
(E-H) 여러 가지 폭의 인조 섬모의 SEM사진폭
(E)50㎛
(F)100㎛ (G)250㎛ (H)500㎛. (C-D)100㎛섬모의 SEM사진 측면도

즉, 게코도마뱀의 발바닥에 난 수십억 개의 미세한 털이 표면 접착력을 높여주므로 자석 같은 극성이 없더라도 단순히 두 물체가 서로 접촉할 때 생기는 분자 인력을 모으면 막강한 접착력이 발생한다는 원리이다. 연구결과 미세한 털의 분자 인력이 크고 특히 털이 벽면에 수직 방향으로 접촉했다가 평행하게 눌려질 때 접착력이 가장 센 것으로 나타났다. 게코도마뱀의 털을 모두 표면에 접촉시키면 10기압에 해당하는 엄청난 접착력이 발
생한다. 게코도마뱀의 발바닥을 전자현미경으로 들여다보면 길이 50~100μm(마이크로미터, 1μm=100만분의 1m)에 지름 5~10μm의 강모가 수백만개 덮여 있다. 이 강모 하나는 다시 주걱 모양의 섬모(spatula) 수백개로 갈라져 있다. 섬모 하나는 길이가 1~2μm이고 지름이 200~500nm(나노미터, 1nm=10억분의 1m)다. 털의 끝부분은 주걱처럼 넓은 것이 특징이다. 섬모 하나의 부착력은 미약하지만 수억개가 힘을 합하면 도마뱀 무게의 수십배를 벽면이나 천장에 붙일 수 있다.

참고문헌: 1. 주간조선 2003.06.19. 1758호 / 김민구 조선일보 국제부 기자
2. "게코도마뱀 발바닥 모사한 새로운 건식접착제 연구" .서울대학교 기계항공 공학부.서갑양 (2009.05.07)
3. "홍합의 천연접착제" 이영완기자 ywlee@chosun.com (2006.8.31)
4. 해양홍합 유래 바이오-접착소재 개발 동향 포항공과대학교 화학공학과 분자생명공학국가 지정연구실(2008.12.02) 차형준.황동수.임성혜
5. KISTI 나S노정보분석팀/news.rpi.edu 2007.06.18
6.“게코도마뱀 발바닥 섬모, 나노기술로 완벽 모사”(newswire 2009.3.17)
7. 자연에서 배운다 : 생체모방 공학, EBS-TV 원더풀 사이언스 (2008)
8. 네이트 백과사전-피브린
9. 항생제 국소방출형제로서 피브린 글루의 효과, 김학회,이용찬,조병욱, 한림대학교 의과대학 구강악안면외과학교실, 1998
10. http://throughthesandglass.typepad.com/through_the_sandglass/2009/01/grainbygrain-1-worm-
superglue.html
11. http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=34294
12. http://www.impactlab.com/2009/08/20/new-bone-setting-glue-inspired-by-sandcastle-worms/
13. http://www.popsci.com/scitech/article/2009-08/aquatic-worm-holds-key-creating-bone-setting-glue
14. http://cafe.daum.net/bigstonelove/LH72/320?docid=1GtL5|LH72|320|20090903141501&q=
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15. http://ask.nate.com/knote/view.html?num=222054
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17. http://blog.joins.com/media/folderListSlide.asp?uid=masson&folder=145&list_id=9406104
18. The Gecko's Foot: Bio inspiration: Engineering New Materials from Nature, Peter Forbes, W. W. Norton; 1 edition (2006)
19. Biomimetics : Economy as Ecosystem, Michael Rothschild, New York ; Henry Holt (1990)
20. 생체모방공학의 접합기술 (한국과학기술연구원 전문연구위원 김용환)
21.갯지렁이의 끈끈한 분비물 모방 뼈 붙이는 의료용 접착제 개발, 이영완 기자,2009.09.03 조선닷컴
22.http://home.caregroup.org/clinical/altmed/interactions/Drugs/L-Dopa.htm
23.Cement Proteins of the Tube-building Polychaete Phragmatopoma californica, Hua Zhao, Chengjun Sun, Russell J. Stewart, and J. Herbert Waite, 2005

24.The role of calcium and magnesium in the concrete tubes of the sandcastle worm,
25.ChengJun Sun, Georg E. Fantner, Jonathan Adams, Paul K. Hansma and J. Herbert Waite, 2007
26.Glueomics: An Expression Survey of the Adhesive Gland of the Sandcastle
Worm Betsy J. Endrizzi a Russell J. Stewart, 2009
27.자가치료용 탄소섬유/에폭시 복합재의 층간 파괴특성 연구, 금오공과대학교 대학원 기계공학부, 박희원, 2003
28.자가치료개념을 적용한 폴리머 복합재 차체의 손상보수기법 연구, 운성호, 소진호
http://mabinogi.gameabout.com/bbs/view.ga?id=8&row_no=575&page=4
美일리노이大 연구원들
29.금이 간 부분 스스로 치유할 수있는 폴리머 물질 개발
이상은 한국경제신문 기자 selee@hankyung.com

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