미세한 땀구멍, 융선의 한계를 극복하다

지난 100여 년 동안 지문분석은 융선(ridge, 선형으로 나타나는 무늬)을 분석하는 방법이 주를 이뤘다. 개인이 남긴 지문을 패턴 매칭 프로그램을 이용하여 데이터베이스의 지문과 비교하는 것. 하지만 이 방법에는 몇 가지 한계점이 존재한다. 지문의 많은 부분이 찍혀 있어야 분석할 수 있다는 점, 종이와 같은 다공성 고체 표면에 찍힌 지문에는 융선의 형태가 잘 안 보일 수 있다는 점이 바로 그것이다. 매끄러운 표면에 찍힌 지문은 땀구멍에서 나온 땀이 퍼지며 융선 모양을 형성하지만, 종이나 지폐에 찍힌 지문은 수분이 바로 흡수되어 융선이 잘 남지 않는다. 지금까지는 땀 속에 남아 있는 아미노산과 반응하는 화학물질을 이용하면 점 패턴을 얻을 수 있지만 기존의 융선 패턴과 대조할 수 없어, 이를 활용할 방법이 없었다.

이에 김 교수는 땀구멍 패턴을 채취해 이를 데이터베이스화 하는 방법을 개발했다. 손가락에 있는 땀구멍은 머리카락 굵기의 1/50 정도의 미세한 크기다. 땀구멍은 땀이 나오는 활성 땀구멍과 그렇지 않은 비활성 땀구멍이 있는데, 땀이 나오는 땀구멍에서는 항상 극소량의 수분이 나온다. 기존 해외 연구에서도 이 땀구멍 패턴을 추출하려는 시도가 있었으나, 융선과 땀구멍이 겹쳐 있는 손가락 표면에서 땀구멍만을 추출하는 데는 성공하지 못했었다.

새로운 가능성을 발견하다

이를 해결하기 위해 김 교수는 땀 속에 있는 수분에 반응하는 물질을 이용해 센서 소재를 개발해, 땀구멍만을 선택적으로 이미지화할 수 있게 했다. 고분자 물질인 폴리다이아세틸렌(ploydiacetylene, PDA)은 원래 파란색을 띠는 물질이지만 수분과 반응하면 빨간색으로 바뀌면서 형광이 나타난다. 이를 응용해 만든 PDA 필름에 지문을 날인하면 땀구멍에 해당하는 부분이 빨간색으로 바뀌게 돼, 땀구멍 패턴을 추출할 수 있게 된 것이다.

땀구멍 지도는 융선 분석법을 보완하며 새로운 기술적 시도를 가능하게 한다. 융선 패턴과 함께 땀구멍 지도의 데이터베이스화가 이뤄진다면 다공성 표면의 지문도 범죄 수사에 활용할 수 있다. 땀구멍 40개만 있어도 패턴 분석이 가능해, 지문의 극히 일부분만 남아 있어도 신원 파악이 가능하다는 것이 이 분석법의 장점이다.

융선 패턴은 복제할 수 있지만 땀구멍 패턴은 위조할 수 없다. 이를 응용해 땀구멍 패턴을 빠르고 정확하게 인식할 수 있다면, 더욱 안전한 보안 시스템 구축이 가능해질 것이다. 또 활성 땀구멍과 비활성 땀구멍의 분포를 파악하면 땀구멍을 막아 주거나, 땀으로 인한 악취를 억제해 주는 화장품을 개발하는 데에도 유용하게 활용할 수 있다.