[생활 과학] 듀크 대 추안 화 첸 교수팀, 연꽃 잎에 물방울 맺히는 비밀 풀렸다

연꽃 잎 표면 특유 진동 때문에 물 흩어지지 않고 방울로 남아

연꽃 잎에 맺힌 물방울의 비밀이 풀렸다. 물리학자들은 보통 풀잎이나 나뭇잎과는 달리 연잎에 맺힌 물방울이 연잎에 의해 흡수되지 않는다는 사실에 주목하고 그 이유를 알기 위해 노력해 왔다.

듀크대 추안 화 첸 교수팀은 물리학계에서 가장 권위 있는 학술지 가운데 하나인 '피지컬 리뷰 레터' 최근호에 기고한 논문에서 미세한 진동 때문에 연잎의 물방울이 유지되는 것이라고 밝혔다.

이번 발견에 따라 각종 방수제품의 성능을 한 차원 더 높일 수 있는 길이 열렸다. 지금까지는 연잎 등의 구조를 본떠 방수복 등을 제작했으나 기대만큼 방수 효과가 좋지 않아 개발자들은 그 이유를 파악하기 위해 부심해야 했다.

첸 교수는 "연잎에도 다른 식물들과 마찬가지로 미세한 구멍이 있다"며 "양초를 바른 것과 같은 미끌미끌한 표면 만으로는 물의 흡수를 막을 수 없다"고 말했다. 첸 교수는 연꽃의 구조 즉 줄기에 비해 잎이 아주 크다는 사실에 주목했다. 이런 구조는 진동에 아주 민감하기 때문이다.

첸 교수팀은 전자제품 가게에서 오디오용 스피커를 구입한 뒤 연잎을 스피커에 부착해 실험함으로써 이 같은 사실을 확인했다. 스피커에서 흘러나오는 진동만으로도 연잎 위의 물방울이 연잎에 의해 흡수되지 않을 수 있었던 것.

실제로 고속촬영 결과 연잎의 물방울은 진동을 주면 연잎 표면에서 점프를 하듯 튀어 올랐다 내려 왔다를 반복했다.

이번 발견은 다양한 분야에 응용이 가능한데 예컨대 열 전달 파이프의 표면을 코팅한 뒤 적당한 주파수의 진동을 줌으로써 파이프의 효율을 높일 수도 있다는 것이다.