지구를 살리는 선박 운항 기술, 뱀장어에서 답 찾았다

포스텍, 해양동물 점액에 착안한 선박 표면 기술 개발
이상준 교수 “대형 선박 한 척당 연간 40~50억원 절감”

해양동물을 자연모사한 선박 저마찰 표면 기술 모식도. 포스텍 제공

국내 연구진이 바다장어 등 해양동물의 점액을 응용해 선박과 바다물의 마찰을 줄이는 기술을 개발했다. 장어 등이 헤엄칠 때 점액이 물의 저항을 줄여 에너지 소모를 최소화한다는 점에 착안한 기술로, 선박 연비를 향상하는데 큰 도움이 될 것으로 보인다.

포스텍은 이상준 기계공학과 교수 연구팀이 해양동물의 점액층 구조와 기능을 본뜬 선박 표면 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어플라이드 서피스 사이언스’ 8월호에 게재됐다.

선박은 추진력의 약 60%를 수중 마찰로 손실한다. 또 선박은 연간 세계 석유 소비량의 약 6.3%, 이산화탄소 배출량의 약 3.4%를 차지하고 있어 경제적으로나 환경적으로 선박의 마찰 저항을 줄이는 기술은 매우 중요하다.

해양 동물들의 점액은 직경이 수 ㎛(마이크로미터)인 구멍의 점액샘에서 분비된다. 연구팀은 이 점액샘의 구조에 착안해 이번 연구를 설계했다. 먼저 폴리스티렌을 클로로포름에 용해시킨 다음 알루미늄 기판 위에 도포시키고 주변 수증기를 용액 표면에 물방울 형태로 응축시킨 후 곧바로 물방울을 증발시켰다.

그 결과 물방울이 증발된 자리에 마이크로미터 크기의 미세한 물방울 모양의 구멍이 규칙적으로 배열된 표면이 만들어졌다. 연구팀은 이 공간에 윤활유를 채워 넣어 해양 동물의 피부와 유사한 표면을 만들었다.

연구팀 실험 결과 이 표면은 실제 대형 선박의 운항 속도에 해당하는 초당 12m 조건에서 알루미늄 표면에 비해 마찰력을 최대 39%까지 감소시켰다.

이 교수는 “대형 선박 한 척당 최대 연간 40~50억 원의 유류비를 절감시킬 수 있을 것”이라고 밝혔다.

포항 김상현 기자