메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

지문은 손가락 마찰력을 유지하는 수분 조절 통로

통합검색

지문은 손가락 마찰력을 유지하는 수분 조절 통로

2020.12.08 18:10
박건식 서울대 교수팀, 지문 역할 규명…터치스크린, 햅틱 기술 등에 활용
서울대 제공
박건식 서울대 물리학과 교수팀이 다양한 진동수의 파장을 이용해 손가락 지문이 물체를 잡는 데 어떤 역학을 하는지 세부 기작을 처음 규명했다. 서울대 제공

손가락이나 발가락의 지문은 인간을 포함한 영장류와 코알라에서만 관찰되는 고유한 특징이다. 고양잇과나 곰과의 육식동물은 발바닥에 지문과 같은 미세한 주름 없이 부드럽고 평평하다.

 

그간 인간의 이런 지문은 매끄러운 표면에 닿으면 마찰력을 줄여주고, 거친 표면에 닿으면 지문의 골 사이사이로 표면이 맞물리게 하는 방식으로 촉감을 강화하는 역할을 하는 것으로 알려졌다. 하지만 그 세부 과정은 알려지지 않았다. 


박건식 서울대 물리학과 교수팀은 마이클 애덤스 영국 버밍햄대 교수, 김성완 서울대 의대 교수, 이민결 연대 의대 교수 등 연구진과 공동으로 다양한 분광 및 단층 이미징 기술을 이용해 유리 표면에 접촉한 손가락 끝의 수분의 거동을 분석했다. 

 

연구팀은 유리 표면에 손가락 끝을 밀착시켜 지문을 만든 뒤 다양한 진동수의 파장을 이용해 시간에 따라 손가락에서 수분의 이동이나 증발 정도를 조사했다. 또 이때 손가락 끝의 수분 함량과 유리 표면 사이의 마찰력이 어떻게 달라지는지도 확인했다. 

 

그 결과 연구팀은 지문이 손가락의 수분을 조절하는 미세 유체역학 통로 역할을 하며, 지문 덕분에 손가락의 수분 함량에 상관없이 손가락과 표면 사이의 마찰력이 늘 최대로 유지된다는 사실을 처음으로 확인했다. 


손가락 끝이 건조하면 땀이 분비되면서 마찰이 커지고 이에 따라 지문의 융기와 유리 표면이 밀착하면서 땀샘을 차단했다. 반대로 손가락 끝이 젖어 있으면 지문의 고랑이 모세관 증발을 이용해 수분을 제거했다. 


박 교수는 “손가락 끝이 말라 있든 젖어 있든 손가락 끝과 유리 표면 사이에는 항상 최대 마찰력이 유지된다”며 “지문이 이런 역할을 한다”고 설명했다.  


연구팀은 지문의 이런 특성을 이용하면 향후 터치스크린을 비롯해 촉각 센서, 인간의 촉각을 이용한 햅틱 기술, 전자 의수 등의 개발에 도움이 될 것으로 예상했다. 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 11월 30일자에 실렸다. 

 

관련 태그 뉴스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

11 + 10 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기