우연의 산물인가?

나방의 눈

● 대부분의 나방은 주로 밤에 활동합니다. 일부 야행성 동물은 빛을 받으면 눈이 반짝여 쉽게 위치가 드러나지만, 나방은 그렇지 않습니다. 빛의 반사를 크게 줄일 수 있는 각막이 있기 때문입니다.

생각해 보십시오: 나방의 눈에 있는 각막은 매우 독특합니다. 각막이 육각형 모양으로 질서 정연하게 배열된 미세한 돌기로 이루어져 있기 때문입니다. 미국 플로리다 대학교의 화학 공학과 부교수인 펑 지앙은 그 돌기가 “가시광선의 파장보다도 작다”고 말합니다. 돌기가 배열된 모양과 크기 때문에 나방의 눈은 특정한 각도에서 나오는 일부 파장대의 빛을 흡수할 수 있습니다. 이 미세한 돌기의 높이는 200 내지 300나노미터밖에 되지 않습니다. 사람의 머리카락 굵기가 평균 약 8만 나노미터라는 것을 생각하면, 그 돌기가 얼마나 작은지 짐작할 수 있습니다!

공학자들은 나방의 각막에 대해 더 많은 점들이 밝혀지면 전자 제품에 널리 사용되는 발광 다이오드(LED)와 액정 표시 장치(LCD)의 설계를 개선할 수 있을 것으로 생각합니다. 나방의 눈의 구조는 태양열 기술에도 응용될 수 있습니다. 실리콘으로 만든 태양열 패널은 빛을 최대 35퍼센트나 반사하기 때문에 잠재적 에너지가 많이 낭비됩니다. 하지만 지앙은 다른 연구가들과 함께 나방의 눈에 질서 정연하게 배열되어 있는 돌기를 모방하여 빛의 반사를 3퍼센트 이하로 줄이는 실리콘을 개발했습니다. 지앙은 “우리는 자연에 존재하는 구조로부터 많은 것을 배울 수 있다”고 지적합니다.

어떻게 생각하십니까? 빛의 반사를 방지하는 나방의 미세한 각막은 우연의 산물입니까, 아니면 설계된 것입니까?

[30면 삽화]

나방의 각막은 육각형 모양으로 질서 정연하게 배열된 미세한 돌기로 이루어져 있습니다

[30면 삽화]

태양열 패널에 사용되는 일부 실리콘 기판은 빛의 반사를 방지하는 데 효율적인 구조로 되어 있습니다

[30면 사진 자료 제공]

나방의 눈을 확대한 사진: Courtesy of Dartmouth Electron Microscope Facility; 실리콘을 확대한 사진: Courtesy Peng Jiang