• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.403-407
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• 2010

게코 접착 시스템은 보(beam)의 형상을 가지는 seta와 접착패드 역할을 하는 spatula로 구성된다. 본 논문에서는 보 접착 모델(ahhesive beam contact model)을 사용하여 게코(gecko) 접착 시스템의 접착 메커니즘의 해석을 수행한다. 보 접착 모델은 접촉면에서 불균일한 응력 분포를 가지는 특징이 있으며, 접촉면에서의 최대 인장 응력(tensile stress)에 의하여 접착/분리 메커니즘이 결정된다. 접착패드 역할을 하는 spatula는 최대 인장응력을 감소시키는 역할을 하며, 이로 인해 접착력이 증가한다. 역방향 하중에 대해서는 spatula에 의하여 최대 압축 응력(compressive stress)이 감소하며, 이러한 현상에 의하여 접착력과 분리력의 비대칭성이 발생한다. 본 연구에서는 보 접착 모델의 해석을 위해 유한요소법(Finite Element Method)을 사용되며, spatula effect를 위한 해석 결과가 제시된다.

• 전자진흥
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• 제11권7호
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• pp.91-97
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• 1991

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.550-553
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• 2010

본 논문에서는 seta와 spatula로 구성된 게코(gecko) 접착 시스템의 해석을 위한 새로운 adhesive beam contact model을 제시한다. adhesive contact 해석에 있어서 기존의 JKR model은 nano pillar와 같은 형태의 접촉방식의 해석에는 매우 유용하지만, seta와 같이 보(beam)의 형상을 가지는 구조물의 접촉방식의 해석에는 부적합하다. 따라서 본 연구에서는 seta와 같은 보의 형상을 가지는 접촉 시스템의 해석을 위해 adhesive beam contact model을 제시하고, 유한요소 해석을 통하여 접촉면에서의 불균일한 응력분포 상태가 분리 메커니즘에 미치는 영향에 대한 해석 결과를 제시한다. 또한 spatula의 기하학적 형상과 보의 접촉각(contact angle)등이 seta adhesion system의 분리 메커니즘(detachment mechanism)에 미치는 영향에 대한 결과를 제시한다.

• 기계와재료
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• 제23권4호
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• pp.16-25
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• 2011

본고는 자연모사공학에서 출발하여, 자연계에 존재하는 건식 접착 성질을 이용하기 위한 방법으로서 게코도마뱀의 발바닥 섬모 구조를 모사하기 위한 방안들을 설명하고 그 응용분야를 전망한다. 도마뱀의 섬모 구조가 가지는 네 가지 특징들은 고분자 폴리머 재료와 나노 신장 기술, 2단계 UV 자외선 성형 기술, 전자빔 조사 등과 같은 기술을 통해 구조 및 기능의 모사가 가능하고 실제로 제작된 구조는 좋은 접착 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 이를 토대로 다양한 섬모 구조에서의 접착 성능을 분석하고 실제 생활에서 바이오 패치로의 응용 가능성을 제시하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.86-86
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• 2013

자연은 인류가 삶은 유지하는 터전이다. 자연을 사전에서 찾아보면 "1. 사람의 힘이 더해지지 아니하고 세상에 스스로 존재하거나 우주에 저절로 이루어지는 모든 존재나 상태, 2. 사람의 힘이 더해지지 아니하고 저절로 생겨난 산, 강, 바다, 식물, 동물 따위의 존재. 또는 그것들이 이루는 지리적 지질적 환경"의 의미를 갖는다고 풀이되어 있다. 이러한 자연에는 인간이 배울 많은 지혜로움이 존재한다. 최근 이러한 자연의 지혜로움을 배워 공학적으로 응용하려는 시도가 이루어지고 있다. 특히 나노/마이크로 구조를 가지면 고유의 고효율/고기능 특성을 구현하는 자연의 표면을 배우고자 하는 연구가 활발하다. 연잎의 자기세정, 나방 눈의 반사방지, 몰포나비 날개의 구조색, 게코발바닥의 건식접착, 나미브사막 딱정벌레의 안개포집 등이 대표적인 나노/마이크로 구조를 기반으로 하는 기능성 자연표면의 대표적인 사례들이다. 본 발표에서는 이러한 자연의 나노구조를 기반으로 하는 기능성 표면과 이들이 어떻게 응용될 수 있는지 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1099-1103
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• 2015

자연계에 존재하는 다양한 생명체 중 몇몇은 벽이나 천장을 자유자재로 걸어다닌다. 이러한 생명체 중 대표적으로 Gecko는 발가락 표피에 수십억개의 주걱모양의 나노헤어를 가지고 있으며, 이러한 구조로 인하여 높은 접착력을 가진다. 본 연구에서는, 도마뱀 발바닥 섬모와 같은 미세 마이크로 구조물에 금속코팅을 하여 접착특성을 향상시키는 것을 제안한다. 도마뱀 모방 인공섬모 구조물을 DRIE공법으로 준비된 몰드를 이용하여 PDMS로 제조하였다. 그리고, 인공섬모의 금속 코팅은 플라즈마 스퍼터링을 사용하여 수행하였다. 접착력과 내구성은 실험을 유리에 반복 접착 실험으로 평가 하였다. 접착성 및 내구성 실험을 통하여 인공섬모 구조물에 금속코팅이 미치는 영향에 대해 관찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.673-677
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• 2016

최근, 자연 모사를 이용한 연구가 활발히 진행되어 지고 있다. 그 중에서도 높은 접착력으로 인해 이동이 자유로운 도마뱀붙이가 각광받고 있다. 도마뱀붙이는 발바닥 표피에 계층적 구조를 가지고 있고, 이러한 구조로 인하여 높은 접착력을 가진다. 본 연구에서는 건식 접착 구조물에 금속 코팅 두께에 따른 접착강도 변화에 대한 연구를 수행하였다. 건식 접착 구조물 제작을 위한 마이크로 몰드를 포토 리소그래피로 제작한 후, 고분자 폴리머인 PDMS를 사용하여 건식 접착 구조물을 제작하였다. 제작된 건식 접착 구조물의 금속 코팅은 플라즈마 스퍼터링을 사용하였다. 건식 접착 구조물의 접착력 실험은 Pure shear test방법을 통하여 평가하였다. 건식 접착 구조물에 인듐, 아연, 금을 코팅하였을 때 각각 4 nm, 8 nm 및 6 nm의 두께를 가질 때 접착 강도가 가장 우수한 결과를 보였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권4호
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• pp.373-380
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• 2018

도마뱀부치(Gekko japonicus) 성체와 유체의 주야간에 있어 서로 다른 은신처에 대한 선호 및 경쟁 양상을 알아보기 위하여 실내 사육장에서 성체 9개체(암컷 3, 수컷 6), 유체 4개체를 47일간 사육하면서 연구를 수행하였다. 실험결과, 사육장 내에 설치된 은신처 내부의 온도와 내부에서 발견된 도마뱀부치의 체온은 높은 양의 상관을 보였으며, 야간에 은신처 내부보다 외부에서 더 많은 성체와 유체가 관찰되었다. 성체와 유체 모두 특정 은신처에 대한 선호를 보였는데, 특별히 성체는 주간에 온도가 높은 은신처를 더 높은 비율로 선호하였다. 유체가 가장 선호한 은신처는 주야간에 동일한 은신처였다. 최대비율로 이용한 특정 은신처의 이용률은 성체의 경우 주야 간 차이가 유의한 반면, 유체는 차이가 없었다. 체온의 경우 성체와 유생 모두 야간에 은신처 외부에서 발견된 개체가 내부에서 발견된 개체들보다 더 높았다. 성체와 유생 사이의 체온 비교결과, 주간에 성체의 체온이 유체보다 높았으나, 야간에는 차이가 없었다. 이러한 결과는 도마뱀부치가 야행성으로 나은 온도조건을 가진 은신처를 선호하고 성체와 유체 간에는 은신처 이용경쟁이 있음을 보여주며, 더불어 도마뱀부치의 체온과 활동성에 관한 기초정보를 제공해 준다.