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(학생과학탐구주제) 생체모방재료-상어피부와 연꽃잎

저작시기 2014.09 |등록일 2014.10.28 | 최종수정일 2017.02.25 한글파일한글 (hwp) | 17페이지 | 가격 6,000원

소개글

초중고 과학탐구실험및 관찰 결과 레포트
생체모방재료를 주제로 상어피부과 연꽃잎에 대해 조사하고, 관찰하였으며, 응용분야를 체계적으로 서술

목차

1. 탐구동기 및 탐구주제

2. 탐구 설계 및 전개과정(미기재)

3. 탐구 절차 및 방법
가) 탐구주제의 선정
나) 사전 자료조사
다) 탐구재료의 준비
라) 견학 및 실습
마) 보고서 작성

4. 이론적 배경 및 자료 조사
가) 상어의 피부, 패스트스킨의 과학
나) 연꽃잎 효과, 발수기능의 응용

5. 탐구 및 관찰 내용
가) 상어 피부의 관찰
나) 연꽃잎의 관찰

6. 탐구 결과 요약

7. 참고문헌 및 사이트

본문내용

나는 초등학교 1학년 때부터 수영을 배우기 시작하였다. 취미로 수영을 배우기 시작하면서 가족들과 수영 경기가 있을 때마다 모여서 보곤 하였다. 나는 특히 우리나라 수영 국가대표인 박태환 선수를 좋아하는데, 최근에 박태환의 복귀 수영 동영상을 보다가 참가선수들마다 수영복이 각각 다르다는 것을 발견하였다. 아무것도 입지 않고 수영하는 것이 가장 빠를 것 같은데, 왜 선수마다 수영복이 다른지, 왜 어떤 선수는 전신수영복을 입고 경기를 하는지 의문이 들었다. 그래서 부모님께 여쭈어보았더니 함께 그 이유를 찾아보자고 말씀해주셨다. 부모님과 함께 관련 자료들을 찾아보던 도중, 수영복에도 숨은 과학이 있다는 것을 알게 되었다. 전신수영복에는 바로 상어피부의 과학이 숨어있는데, 상어의 피부 표면에 난 삼각형 모양의 돌기를 모티브로 만든 수영복을 사용하기 시작하면서부터, 수영선수들이 빠르게 수영을 하는데 도움을 받을 수 있었으며, 실제로도 수영선수들의 기록이 많이 향상되었다는 사실을 알 게 되었다.
그리고 수영복 뿐 아니라 밸크로(일명 찍찍이), 개코도마뱀의 발바닥을 이용한 접착제, 연꽃잎 효과를 이용한 발수코팅 등 자연에서 힌트를 얻어 과학기술의 발전을 이룬 예가 굉장히 많다는 것을 알게 되었다. 이렇게 자연에서 영감을 얻어 과학 기술에 적용하는 것을 생체모방공학이라고 하는데, 실제로 수영복의 예처럼 실생활에서 유용하게 쓰이는 경우가 매우 많다고 한다.
자연계에 존재하는 물질들의 표면은 인공적으로 만들어진 표면에 비해 매우 뛰어난 성능을 자연적으로 가지고 있다고 한다. 빠르게 수영하여야 하는 어류의 표면 자체의 마찰을 줄이는 기술, 물에서 사는 생물의 표면이 물에 젖지 않게 하는 기술 등 다양한 분야에서 뛰어난 성능을 발휘하고 있다. 다만 그동안 인류의 과학기술로는 맨눈으로 관찰하기 어려운 나노크기의 입자나 표면은 관찰하지 못했기 때문에 알지 못하여 실생활에 응용하지 못하였던 사례가 많지만, 최근 원자힘현미경, 전자현미경 및 광학현미경의 성능이 향상되어 나노크기의 미세구조까지 관찰할 수 있게 되면서 생체모방공학이 더욱 주목받게 되었다고 한다.

참고 자료

생체모방 기능성재료: 자연에서 그 해답찾기, Polymer Science and Technology Vol. 22, No. 5, October 2011
산업통상자원부 블로그: 박태환 수영복에 상어 피부가 숨어있다고
아시아경제: 비행기가 상어비늘을 입었다 , 조목인기자, 2013.03.02
한국일보: 과학의 자연 베끼기 모사공학 어디까지 왔나., 김희원기자, 2006.09.25.
흙탕물이 피워 낸 연꽃.튤립, hyundai publishing
시사저널: 연꽃잎 닮은 ‘자동 세척제’ 곧 출현한다. 2010.07.28
뉴시스: 세차 필요 없는 자동차 눈물 얼룩 없는 화장품…KAIST 양승만교수 연꽃잎 나노구조 기술개발, 박병립기자, 2010.03.24.
Perfectly Hydrophobic Surfaces with Patterned Nanoneedles of Controllable Features, Langmuir, pp 5295 5299, March 2010
EBS 원더풀사이언스
초등과학 학습만화 Why 물고기편, 예림당
Sports Biomechanics, Huub M. Toussaint
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