주름 구조가 성장하는 과정 규명

막 표면에 생긴 잔주름이 깊은 주름구조로 발전하는 과정이 시각적으로 규명됐습니다.

KAIST 김필남 교수팀은 20일 박막이 스트레스를 받아 잔주름이 생긴 뒤 깊은 골짜기 형태의 구조물로 바뀌는 일련의 과정을 규명하고, 이를 이용해 자연계에서 가능한 여러 복합 구조물을 모방하는 기술 개발에 성공했다고 밝혔습니다.

막 표면의 주름은 여러 층으로 이뤄진 구조에서 어느 한 층이 급격히 팽창, 수축할 때 불안정성으로 인해 나타납니다.

특히 피부 등 생체조직에서는 주름이 지속적으로 성장하는 과정을 겪는데, 이 과정의 3차원적 구조변형에 대해서는 자세히 알려진 것이 없었습니다.

연구팀은 주름 구조가 심한 곡률의 접힘 구조로 변형되는 메카니즘을 규명했고, 분석 결과 잔주름이 일련의 자기조직화를 거쳐 궁극적으로는 그물망 모양의 접힘 구조로 변형된다는 사실을 밝혔습니다.

이러한 구조는 메마른 땅이 거북 등처럼 갈라지는 구조나 나뭇잎의 맥관구조, 인체의 혈관 네트워크와도 매우 비슷한 것으로 드러났습니다.

김필남 교수는 무생물과 생물 양쪽에서 일관된 구조가 발생하는 원리를 물리적으로 재해석할 수 있음을 보여준다며, 앞으로 생물 발생의 구조, 패턴화를 이해하는데 크게 기여할 것으로 기대했습니다.

이 연구결과는 지난 1일 학술지 '네이처 머티리얼스'에 표지논문으로 실렸습니다.