- 사막뿔도마뱀의 모세관 기반 수분 이동 및 섭취 원리 세계 최초 규명
- 생체 모사 '인공 턱' 구조로 에너지 효율 높은 수분 채집 시스템 구현
- 오염 토양에서도 중금속 95% 이상 제거 가능한 정수 기능까지 통합

서울대학교 기계공학부 김호영 교수와 전기정보공학부 김성재 교수 공동 연구팀이 사막뿔도마뱀의 수분 섭취 메커니즘을 규명하고, 이를 모사한 고효율 수분 채집 및 정수 시스템을 개발했다. 본 연구는 생체 유체역학 기반의 새로운 수자원 확보 기술을 제시하며, 국제 학술지 PNAS에 게재되고 해당 호의 하이라이트 논문으로 선정되었다.



■ 사막 생물의 수분 획득 원리 규명
연구팀은 사막뿔도마뱀이 피부 표면의 미세 통로를 통해 물을 흡수하는 모세관 현상과, 입가에 모인 물을 섭취하는 과정을 정밀 분석했다. 특히 도마뱀이 턱을 천천히 벌렸다가 닫는 동작이 수분 손실을 최소화하며 물을 효과적으로 입안으로 이동시키는 핵심 메커니즘임을 밝혔다.

■ 유체역학 기반 '생체 펌프' 메커니즘 구현
초고속 카메라 관찰과 유체역학 분석을 통해, 도마뱀의 턱 움직임이 일종의 생체 펌프 역할을 수행함을 확인했다. 입꼬리 주변 구조가 물을 모아 압착하듯 이동시키는 방식으로 작동하며, 이는 기존 단순 압착 방식 대비 높은 효율을 보였다.

■ 생체 모사 수분 채집 장치 개발
연구팀은 미세 다공성 스펀지와 비대칭 개폐가 가능한 인공 턱 구조를 결합한 수분 채집 장치를 개발했다. 해당 시스템은 흙 속 수분을 흡수한 뒤 도마뱀의 섭취 방식을 모사해 물을 수집하며, 기존 방식보다 에너지 효율이 우수한 것으로 나타났다.

■ 정수 기능 결합 및 활용 가능성
개발된 시스템은 이온 교환 물질을 활용해 수분 채집과 동시에 중금속을 95% 이상 제거하는 정수 기능도 갖췄다. 이는 오염된 토양이나 극한 건조 환경에서도 안전한 식수를 확보할 수 있는 기술로, 휴대용 수처리 장치 등 다양한 응용 가능성을 제시하고 있다.

[참고자료]
- 관련기사:  [뉴테크] 사막서 물 찾기, 도마뱀에서 배웠다…모세관 원리로 수분 채집 - 조선비즈(2026.07.07.)
- 논문/저널명: Seungjoo Lee, Junhee Choi, Wonseok Kim, Sohyun Jung, Sung Jae Kim, Wonjung Kim, and Ho-Young Kim, "Soil water harvest inspired by desert horned lizards, Phrynosoma platyrhinos", PNAS vol. 123(26), 2026
- DOI https://doi.org/10.1073/pnas.2609344123