항상 정답은 ‘자연’에 있었다. 국내 산학 공동연구진이 혹등고래와 조개의 생물학적 특징을 모방한 생체모방기술을 통해 저소음·고효율의 에어컨 팬을 개발하는데 성공했다.
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혹등고래, 조개껍질을 모방해 만든 저소음 고효율 에어컨 팬. 서울대 공대 제공
서울대 공대 기계항공공학부 최해천 교수팀과 LG전자 공동연구진은 혹등고래와 조개의 생물학적 특징들을 모방한 에어컨 팬을 개발해 지난달부터 실제 제품에 적용하기 시작했다고 5일 밝혔다. 이번에 개발한 기술은 올 초 국내 특허등록을 마치고 신기술 인증을 획득했으며, 지난달부터 출시된 LG전자의 고효율 1등급 시스템 에어컨인 ‘멀티브이 슈퍼5’에 적용되기 시작했다. 기존 에어컨 실외기에 있는 팬은 회전시 복잡한 공기흐름을 발생시켜 소음을 증가시키고 에어컨 효율은 떨어지게 돼 있다. 최근 여름철 이상기온으로 인한 에어컨 사용자가 늘면서 소음은 적게 발생시키면서 높은 효율을 가진 팬 개발이 에어컨 제작사들에게 떨어진 최대 과제였다.
연구진은 혹등고래와 조개에서 그 해답을 찾았다.
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혹등고래 혹구조와 조개표면의 홈 구조. 서울대 공대 제공
몸길이 15m에 무게는 30t에 달하는 거대한 혹등고래는 가슴지느러미 앞쪽에 붙은 혹 덕분에 재빨리 움직이며 먹이를 사냥할 수 있다. 고래는 비행기처럼 공기 중에 뜨는 힘인 양력을 이용해 물에 뜨는 힘으로 바다를 헤엄치는데 이 때 지느러미가 비행기 날개 같은 역할을 한다. 연구진은 지느러미에 난 혹이 고래가 물 속에서 순간적으로 몸을 틀거나 방향을 전환할 때 생기는 소용돌이인 와류를 줄여 양력을 유지해 빠르게 움직일 수 있게 해준다는 사실을 밝혀냈다. 또 조개는 표면에 홈 구조를 갖고 있어 비슷한 원리로 포식자를 피하거나 먹이를 사냥할 때 재빠른 몸놀림을 할 수 있다. 공동연구팀은 이들의 생체구조 원리를 에어컨 실외기 팬에 적용해 소음 2데시벨 낮추고 소비 전력을 10% 줄이는데 성공했다. 최 교수는 “이번 사례처럼 생체모방 기술을 산업 현장에 응용하는 사례는 점점 늘어날 것으로 예상된다”며 “생체모방기술을 유체기계와 무인비행체에 적용하는 연구를 진행 중”이라고 말했다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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