붙기 위한 털로 알았는데 물을 되돌려 보냈다

유리판에 붙은 토케이도마뱀 아래로 전자현미경 사진을 확대하면 몸 피부는 매끈한 막이 아니라 빽빽한 나노 돌기의 숲으로 바뀐다. 털이 많으면 표면적이 커져 더 빨리 마를 것 같지만, 컴퓨터 안의 공기는 반대 방향으로 움직였다. 돌기 사이를 떠난 물분자 일부가 다시 피부 쪽으로 돌아왔다.

독일 북부 발트해에 가까운 킬의 연구진이 참여한 연구를 Biointerphases가 8월 25일 공개했다. 연구진은 도마뱀 피부의 미세 돌기 ‘세툴라’를 한 줄로 단순화한 유체역학 수치모형을 만들었고, 계산에서는 돌기 사이의 비교적 정체된 공기가 얇은 경계층을 만들었다. 좁은 공간에서 여러 번 부딪힌 물분자 일부가 표면으로 돌아오면서 증발 강도가 줄 수 있다는 결과였다.

세툴라는 발가락 접착털과 이름이 비슷하지만 이번 연구의 무대는 발바닥이 아니라 몸을 덮는 피부다. 지난 연구들은 도마뱀 피부의 미세구조를 물을 튕겨 때와 미생물 부착을 줄이는 자정·초발수 표면으로 설명해 왔다. 2020년 호주 도마뱀 24종을 비교한 연구도 작은 비늘과 긴 돌기가 강한 소수성과 함께 나타난다고 보고했다.

이번 모형이 더한 것은 같은 표면이 물을 ‘밖에서 튕기는’ 일뿐 아니라 몸 안의 물이 ‘밖으로 빠져나가는’ 속도에도 관여할 수 있다는 가설이다. 표면적을 늘리는 돌기가 증발을 키울 수 있다는 직관과, 촘촘한 배열이 공기를 붙잡아 증발을 낮춘다는 계산이 맞선다는 점이 연구의 반전이다.

하지만 연구진은 살아 있는 도마뱀의 탈수량을 재지 않았다. 모형은 한 줄 돌기와 단순한 흐름을 사용했고 실제 피부의 지질층, 온도·습도 변화, 종별 배열 차이와 행동을 모두 담지 않았다. ‘건조지대에서 살아남게 한 적응이 입증됐다’거나 사람의 피부·의복에 곧 쓸 수 있다는 결론은 아직 기록 밖이다.

생물학자는 오래 알고 있던 구조에 시험 가능한 새 기능을 얻고, 표면공학자는 물 손실을 늦추는 생체모사 재료의 설계 단서를 얻을 수 있다. 그 대가로 모형의 간결함을 실제 효과로 착각하지 않을 검증이 필요하다. 연구진이 다음 단계로 밝힌 것은 도마뱀이 벗은 실제 피부와 인공 피부에서 증발을 재고, 피부 지질의 영향을 따로 보는 실험이다.

전자현미경의 숲은 아직 답이 아니라 다음 실험의 지도다. 그래서 지금 달라진 점은 접착·자정으로 읽혀 온 도마뱀 피부 돌기가 공기 경계층으로 증발을 낮출 수 있다는 수치 가설을 얻었고, 설명의 다음 문턱이 살아 있는 개체의 적응을 단정하는 일이 아니라 실제 탈피 피부와 인공표면의 측정으로 구체화됐다는 것이다.