게코테크

게코테크(Geckotech)는 테라젠 식민지 공간 전역에 걸쳐 없어서는 안 될 보편적인 기술이다. 나노 크기 소재 기술이 낳은 최초의 성과 중 하나로, 가장 원시적인 형태는 AT 1세기까지 거슬러 올라간다.AT 1세기 중반, 즉 구지구 역사 연구자 기준으로 서기 2000년대 초, 게코도마뱀과 여타 도마뱀·곤충의 등반 방식을 연구하던 과학자들은 이들의 발바닥이 '달라붙는' 이유를 밝혀냈다. 미세한 섬모와 표면 사이에 작용하는 반데르발스 인력 때문이었다. 연구자들은 같은 원리를 바탕으로, 더 정밀한 나노구조를 지닌 나노제작 섬모를 만들어냈다. 탄소 나노튜브를 이용해 접착제의 표면 밀도를 높이자, 단위 면적당 접착력은 기존의 두 배를 훌쩍 넘어 200배 이상까지 끌어올릴 수 있었다. 탄소 나노튜브와 경우에 따라 다이아몬드형 또는 커런덤형 나노털은 오늘날에도 2등급 및 3등급 게코테크의 핵심 소재로 쓰인다.

1등급 게코테크: 최초로 대량 생산된 게코테크는 탄소 나노튜브가 아닌 내구성 있는 플라스틱 폴리머를 소재로 삼았다. 단위 면적당 접착력은 이후 1세기에 등장한 나노튜브 기반 게코테크에 비해 크게 뒤떨어졌다. 그럼에도 최초의 게코테크는 다양한 응용 분야를 열었다. 수직면과 역면을 오를 수 있는 로봇, 스포츠나 군사용 등반 장갑 및 신발, 그리고 일반 테이프가 그 예다. 예상대로 스포츠 순수주의자들 사이에서는 접착식 등반 장비 사용에 반발이 일었다. 이 등급의 게코테크는 강한 접착력이 필요 없는 분야에서 현재도 쓰이며, 더 내구성 높은 소재로 만들어지고 있다. 1등급 게코테크로 불리는 이 기술의 접착 결합력은 응용 목적에 따라 접착제 1㎠당 수 그램 미만에서 약 1킬로그램까지 다양하다.

게코테크의 탄생은 당시 새로운 의류 유형도 가능하게 했다. 드레스 상의와 '비키니'라 불리는 휴 수영복이 그 예다. 당시 의류 디자이너들은 구지구의 일부 지역에서 금기시되는 신체 부위만 가리는 작은 패치 형태의 의상을 선보였다. 지퍼, 단추, '훅앤루프 테이프'라 불리던 기계식 접착제는 많은 의류에서 게코테크 패치로 대체됐다. 이 새로운 고정 방식은 천 조각을 이어붙여 다양하게 변형할 수 있는 의상을 만드는 것을 가능하게 했으며, 더 높은 기술이 사용되지 않는 곳에서는 지금도 마찬가지다. 그렇다고 기존 고정 방식이 완전히 사라지지는 않았다. 지퍼와 단추는 일부 울트라테크 문명에서도 여전히 특정 의복에 사용된다.

과거에 '덕트 테이프'를 대체한 것으로 보이는 게코테크 기반 테이프는 임시 수리에 두루 쓰인다. 실제로 현대 일부 지역 또는 밈 집단에서는 게코테크 테이프로 중요한 설비를 수리한다는 조크가 유행한다. 특히 외부 영역(Outer Volumes) 거주자들을 겨냥한 우스갯소리다.

2등급 게코테크는 AT 1세기 후반에 개발됐다. 1등급과의 차이는 접착제의 주걱형* 털 끝이 탄소 나노튜브로 마감된 데 있다. 표면 밀도가 높아진 덕분에 단위 면적당 접착력도 커졌다. 2등급 게코테크의 접착력은 1등급이 끝나는 지점인 1㎠당 약 1킬로그램을 조금 넘는 수준부터 26킬로그램을 조금 밑도는 수준까지 분포한다. 이 수치를 넘어서면 오염 시 자가 세정이 불가능해진다. 먼지 입자와의 결합력이 표면과 먼지 사이의 결합력보다 강해지기 때문이다. 이보다 강한 접착력 등급도 존재한다. 중급 기술 수준의 기술을 사용하며, 오염된 환경에서는 1~수회 사용 후, 청정실 환경에서는 장기 반복 사용이 가능한 '청정 사용 등급 게코테크'가 그것이다. 탄소 나노튜브 털(기술 명칭은 '카펠리(capelli)')의 끝부분에 먼지 입자가 충분히 달라붙으면 접착제는 완전히 기능을 잃는다. 고압 공기 또는 수류 분사를 통해 먼지 입자에 반데르발스 결합을 끊을 만큼 강한 힘을 가해야만 수동으로 세정할 수 있다.

3등급 게코테크의 개발은 건식 나노 기술의 난제들이 극복된 AT 4세기에 시작됐다. 그러나 현대적인 잠재력에 완전히 도달한 것은 하일로나노(hylonano) 기술이 성숙한 이후다. 3등급의 섬모는 1·2등급에 비해 훨씬 복잡한 구조를 지닌다. 속이 빈 동심원형 마이크로 크기 다이아몬드형 튜브들로 이루어져 있으며, 가장 안쪽 튜브의 끝에는 1·2등급의 주걱형 털과 동일한 크기의 털이 달려 있다. 2등급과 마찬가지로 이 주걱형 털* 끝에도 수많은 탄소 나노튜브가 붙어 있다. 3등급의 나노튜브는 2등급보다 주걱 끝당 밀도가 훨씬 높으며, 각 나노튜브 끝에서 다시 수백 개의 더 작은 나노튜브가 뻗어 나온다. '파이브르(fibre)'라는 기술 명칭을 가진 가장 작은 나노튜브의 직경은 0.4nm다. 섬모의 동심원형 튜브 구조는 섬모가 신축 가능하게 해준다. 길이를 늘려 끝에 달린 미세 털들이 접착할 표면에 최대한 많이 닿도록 하는 것이다. 이 기능과 표면에 접촉하는 나노 크기 털의 훨씬 높은 밀도가 결합되어, 3등급은 접착 면적 1㎠당 수백 킬로그램**을 지탱할 수 있다. 이처럼 높아진 단위 면적당 접착력은 2등급의 접착력을 26킬로그램 미만으로 제한했던 문제를 더욱 심화시킨다. 탄소 나노튜브 털에 먼지 입자가 너무 강하게 달라붙어 사용 중 자가 세정이 불가능해지는 오염 문제는, 특수 유틸리티 포그를 활용하는 방식으로 해결된다. pandifico 털을 사용하며, 청소용 foglet은 바이오나노 및/또는 시나노 시스템으로 대체된다.

겍코텍 접착제는 흡착, 맞물림, 자기, 화학, 정전기 방식에 비해 여러 장점이 있다. 흡착 방식은 진공 환경에서 작동하지 않고 저압 환경에서도 효과가 미미하지만, 겍코텍은 대기 유무에 관계없이 최대 접착력을 발휘한다. 단, 겍코텍은 테트라플루오로에틸렌 화합물이나 omniphobic 코팅에는 부착되지 않는다. 화학, 자기, 맞물림 방식도 마찬가지다. 다만 흡착 방식은 진공 컵에 압력을 가할 대기나 수권이 존재한다면, 현대 문명에서도 제한적으로 기능한다.

맞물림 접착제는 특정 용도에서, 때로는 겍코텍과 혼합 방식으로 사용된다. 하지만 원자 수준으로 완벽한 표면에는 부착이 불가능하다. 반면 겍코텍은 원자적으로 매끄러운 표면은 물론, 매우 거친 표면에도 부착된다. 접합 메커니즘과 다양한 크기의 털이 불규칙한 표면에 맞게 구부러지기 때문이다.

자기 접착은 철, 코발트, 니켈 같은 금속 원소에만 효과적이다.

이동 수단으로서 화학 접착제는 소형 곤충이나 synsect 규모를 넘어서면 실용성이 없다. 신섹트는 1AT 세기의 초기 실험실 단계 프로토타입 이후로, 이동에 화학 접착제를 사용한 적이 없다. 소형 곤충과 일부 생물이 이동용 화학 접착제를 진화시킨 것은, 생존 우위를 제공할 만큼 충분히 기능했기 때문이다. 유전공학적으로 개조되어 더 우수한 겍코텍을 갖추지 않은 생물들에게는 지금도 마찬가지다.

정전기 접착은 대부분의 거시적 응용에는 너무 약하다. 사용 가능한 경우라도 겍코텍의 월등히 강한 단위면적당 접착력 때문에 채택되지 않는다. 또한 대기에 강한 전하가 있는 환경, 습도가 높은 환경, 수중 및 기타 유체 환경에서는 작동하지 않는다. 겍코텍은 이러한 환경에 영향을 받지 않는다.

모세관 접착도 정전기 방식과 마찬가지로, 곤충이나 소형 양서류보다 큰 규모에서는 쓸모가 없다. 화학 접착제처럼 동물에게 진화된 것은 생존에 "충분한" 형질이었기 때문이다.

겍코텍은 나노 크기의 털을 최대한 많이 표면에 닿게 해야 하므로, 강모를 평평하고 유연한 기판이 아닌 더 큰 털의 끝에 배치하는 경우가 많다. 경우에 따라 이 큰 털 역시 더 큰 털의 끝에 달리는 식으로 계층이 이어지기도 한다. 강모보다 큰 두 단계의 털을 기술적으로 'aiguille'와 'spoletta'라 부른다. 이들은 접착제의 굽힘 계층 수를 늘려, 이를 갖춘 겍코텍이 거시적으로도 매우 거친 표면에 적응할 수 있게 한다.

겍코텍 접착제는 테라젠 문명 전반에 걸쳐 사실상 무한한 분야에 쓰인다. 따라서 적당한 분량을 목표로 한 이 문서에서는 그 극히 일부만 언급할 수 있다.

테라젠 문명 내 가장 많은 존재의 삶에 닿는 응용 분야는 겍코텍을 이동 보조 수단으로 활용하는 것이다. 수많은 클레이드, 비소폰트 생물, 기계들이 겍코텍을 형질로 갖추도록 공학적·유전공학적·신생종 방식으로 개조되어 있다. 소폰트 바이온트가 클래스 1 겍코텍을 보유하는 경우는 드물다. 대신 조이픽 생명정치체(Zoeific Biopolity)에서 처음 개발된 클래스 2, 바이오나노 또는 시나노 기반 클래스 3 변형을 사용한다. 벡(Vec), 사이보그, 나노보그, 그 밖의 반생물~완전 비생물 존재들도 마찬가지다. 일부 사이보그를 제외하면, 이들 비생물 존재가 클래스 3 겍코텍을 보유하더라도 완전 바이오나노 기반인 경우는 드물다. 이러한 접착 부속지는 중력 환경에서 수직면을 오르거나 역면을 이동할 때 유용하다. 초저중력 또는 무중력 환경에서는 일시적 고정이나, 중력 환경과 유사한 방식의 이동에 활용된다.

겍코텍을 갖춘 부속지는 손가락, 팔, 촉수, 위족 등 조작 부속지를 물체에 감지 않고도 파지할 수 있어 유용하다. 예를 들어, 두족류 계통의 특정 클레이드는 "흡반" 내부에 겍코텍을 사용하도록 유전공학적으로 개조되었다.

예상대로, 강모는 많은 세계의 이종 생물에서 수렴 진화로 발달했다. 멸종한 이종소폰트 문명의 유물 중에는 테라젠 겍코텍과 구별할 수 없는 접착제를 사용한 것들이 발견되었다. 이들 문명 대부분은 시행착오가 아니라, 생물—어쩌면 자기 자신—을 연구하여 원리를 이해한 뒤 "겍코텍"을 창조했을 가능성이 높다.

---

• 'spatulae'라는 용어는, 자연 진화한 구지구의 도마뱀붙이나 아놀리스 같은 동물에서 이 크기의 털 끝이 주걱 모양으로 끝나는 데서 유래한다. 앞서 설명했듯 클래스 2와 3 겍코텍에서는 이 구조가 적용되지 않는다. 다만 클래스 1은 항상 그런 것은 아니지만, 이 구조로 설계되는 경우도 있다.
• * 클래스 3 및 하위 클래스는 부착 대상 표면이 해당 하중을 견딜 수 있을 때에만 최대 중량을 지탱할 수 있다. 부서지는 석회암, 셰일, 벗겨지는 나무껍질, 이끼 같은 재료는, 덜 풍화된 석회암·사암·화강암·다이아몬드이드·금속·합금·플라스틱에 비해 동일하거나 비슷한 하중을 지탱하지 못한다.

Articles Related topics