김호영 서울대 기계항공공학부 교수와 김원정 서강대 기계공학과 교수팀은 물고기에 있는 아가미의 주름이 산소 교환의 효율을 극대화하기 위해 최적화된 구조임을 밝혀냈다.

연구팀은 물고기의 아가미 주름이 개체 크기와는 상관없이 일정한 길이를 유지하고 있다는 사실에 주목해 실험을 진행했다.

연구 결과에 따르면, 물고기의 아가미 주름은 산소 교환을 원활하게 할 수 있도록 흘러가는 물과 접촉면을 증가시켰다. 아가미의 주름 사이가 너무 좁으면 물이 지나가기 어렵기 때문에 주름의 배열이 적당해야 한다. 물고기들은 저마다의 방법으로 최적의 주름 간격을 유지해 온 것이 수학적으로 증명됐다.

이번 연구는 유체역학적 해석과 미세유동 채널을 활용한 실험을 통해 밝혀냈다는 점에서 놀라운 결과이다. 연구팀은 물고기 아가미의 최적화 진화 전략은 각종 기계 장치에서 열과 물질 전달 효율을 높이는데 활용할 수 있을 것이라고 말했다.

이 연구는 미국국립과학원회보’ 2014520일자 온라인판에 게재됐다.

 

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