모기에 전혀 물리지 않는 '초극세사 천' 개발

사진1: 모기의 입 구조. 쿤 롼 외 (2021) ‘곤충’ 제공
사진2: 미국 노스캐롤라이나 주립대 연구진이 개발한 살충제를 쓰지 않는 초극세사 천 모습. 쿤 롼 외 (2021) ‘곤충’ 제공


안드레 웨스트 미국 노스캐롤라이나 주립대 교수 등 이 대학 연구자들은 “살충제를 쓰지 않고도 모기에 전혀 물리지 않는 천 개발에 성공했다”고 7월14일 밝혔다. 이들은 “자원자가 이 천으로 만든 옷을 입고 200마리의 굶주린 모기를 집어넣은 실험실에서 10분 동안 서 있거나 앉아 있도록 한 실험에서 100% 모기에 물리지 않았다”고 이 대학 보도자료에서 말했다.

옷을 입는다고 늘 모기를 막을 수 있는 건 아니다. 모기는 옷 위로도 피를 빤다. 연구자들은 모기에 물리느냐 안 물리느냐를 가르는 건 천의 두께와 실과 실 사이 공극(틈)의 크기라고 보았다.

모기는 사람이 호흡과 함께 내뿜는 이산화탄소나 체온이 내는 열, 피부에서 나는 냄새 물질을 감지해 찾아온다. 문제는 사람이 쾌적하게 느끼는 ‘숨 쉬는’ 재질의 옷은 공기와 열이 쉽게 드나드는 구조라는 사실이다.

연구자들은 공기와 열이 잘 통하면서도 모기의 침이 피부에 도달하지 못하는 천이라면 쾌적하면서 동시에 모기도 막을 수 있다고 보았다. 적당한 두께와 공극의 천을 찾는 것이 관건이다.

연구자들은 이집트숲모기를 대상으로 모기의 머리와 더듬이, 입의 길이, 흡혈 행동과 다양한 재질과 두께, 공극의 천과 어떤 관계가 있는지 알아보았다. 천의 공극 크기가 모기 입의 지름보다 작은 경우, 입보다는 크지만 머리보다는 작은 경우, 머리보다는 크지만 더듬이와 합친 머리보다는 작은 경우로 나눠 이론적인 모델을 만들었다.

연구에 참여한 쿤 롼 박사후연구원은 “이 모델을 이용하면 우리가 어떤 옷을 입더라도 천의 두께와 공극의 크기에 따라 모기에 물릴 수 있는지를 알 수 있다”고 말했다.

모기가 피부에 앉으면 칼집 모양의 입술을 피부에 댄 뒤 속에 감추었던 톱날 침 2개와 뚫는 침 2개로 내밀어 톱질하듯 주둥이를 넣었다 뺐다 하며 구멍을 뚫는다. 모기의 흡혈을 막으려면 이런 행동을 막을 만큼 공극의 크기가 적당히 작아야 한다.

모델링에서 가능성이 확인된 천을 이용해 직접 모기에 물리는지 확인하고 나아가 이를 이용한 옷이 입기에 쾌적한지 알아본다. 이런 과정을 통과해 연구자들이 찾아낸 천은 폴리아마이드 80%와 엘라스테인 20%로 이뤄진 극세사로 실의 두께 0.3㎜ 공극 크기는 28㎛(1㎛는 0.001㎜)였다.

연구자들은 이 천으로 만든 속옷과 이를 이중으로 덧대 만든 겉옷이 모기를 100% 차단한다고 밝혔다. 연구자들은 이 천의 특허를 내는가 하면 대학 내 스타트업 기업인 ‘벡터 텍스타일’을 세워 상업화에 나설 예정이다.