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갯가재(mantis shrimp)는 ‘바다의 권투선수’라는 재밌는 별명을 가지고 있다. 작은 주먹처럼 보이는 집게발로 사냥감을 강하게 내리쳐 제압하기 때문이다. 조개나 굴 같은 단단한 껍질을 가진 어패류도 기절하거나 부서지고 만다. 최근 이런 강력한 주먹의 비밀이 한 꺼풀 더 벗겨졌다. 

데이비드 키사일루스 미국 어바인 캘리포니아대(UC어바인) 재료과학및공학과 교수팀은 투과전자현미경(TEM)과 원자힘현미경(AFM)을 이용해 갯가재 집게발 표층의 성분과 미세구조를 관찰했다. 
갯가재의 집게발은 단백질과 다당류로 구성된 유기 나노결정과 인산화칼슘으로 이뤄진 무기 나노결정이 복잡하게 얽혀있다. 

이런 구조는 외부에서 가해지는 충격을 효과적으로 흡수한다. 연구팀은 외부에서 강한 충격이 오면 일차적으로 단단한 무기 나노결정이 미세하게 파손되며 충격을 절반으로 줄이고, 이어서 부드러운 유기 나노결정이 충격을 추가로 줄인다고 설명했다. 

또한 상대적으로 약한 충격이 왔을 때는 부서지지 않고 일부분이 변형되는 정도로 충격을 흡수한다고 밝혔다.

연구팀은 2018년에도 갯가재 집게발 내부의 나선형 섬유구조를 분석해 집게발이 외부 충격을 분산시키는 데 유리한 구조를 가진다고 발표한 바 있다. 

키사일루스 교수는 “갯가재의 집게발은 금속이나 세라믹 재료보다 더 우수한 충격 흡수 성능을 보였다”며 “자동차와 항공기, 방탄복 등 외부 충격을 견뎌야 하는 장비에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. '
연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’ 8월 17일자에 게재됐다. doi: 10.1038/s41563-020-0768-7