[사이테크+] "강철·케블라보다 강한 거미줄 비밀은 잡아당기며 뽑아내기" 작성일 03-08 121 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">美 연구팀 "섬유 늘어나는 과정에서 단백질 정렬·사슬 간 수소결합 증가"</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="KOJMK8P3Ju"> <p contents-hash="be447dedab47f1e74af4288d6374eff88c11f477e5e3d5c0aeac46b16644947e" dmcf-pid="9IiR96Q0iU" dmcf-ptype="general">(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 단백질 성분인 거미줄이 강철보다 강하고 케블라보다 질기며 고무처럼 신축성 있는 놀라운 특성을 가진 데에는 거미줄을 뒷다리로 잡아당기며 뽑아내는 과정이 중요한 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="38d476c0cd6ad884284f2e9a60be094f1656ff52a3692ac2535ba66ce07355bc" dmcf-pid="2Cne2PxpMp" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="인공 거미줄 섬유의 주사 전자 현미경(SEM) 사진 인공 거미줄에서 추출한 섬유의 주사 전자 현미경(SEM) 사진. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션과 실험 결과 거미줄을 뽑아낼 때 잡아당겨 늘이는 과정에서 단백질 사슬이 정렬되고 사슬 간 수소결합 수가 증가해 거미줄이 더 강하고 질긴 특성을 갖게 되는 것으로 나타났다고 밝혔다. [Washington University at St. Louis 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/08/yonhap/20250308060012311vnai.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="bJeQBf8tRE" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/08/yonhap/20250308060012311vnai.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 인공 거미줄 섬유의 주사 전자 현미경(SEM) 사진 인공 거미줄에서 추출한 섬유의 주사 전자 현미경(SEM) 사진. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션과 실험 결과 거미줄을 뽑아낼 때 잡아당겨 늘이는 과정에서 단백질 사슬이 정렬되고 사슬 간 수소결합 수가 증가해 거미줄이 더 강하고 질긴 특성을 갖게 되는 것으로 나타났다고 밝혔다. [Washington University at St. Louis 제공. 재판매 및 DB 금지] </figcaption> </figure> <p contents-hash="376472e92b1dbbdc96c911746a7bfa65c398928a4f7af3a005fc6573e57b5791" dmcf-pid="VhLdVQMUe0" dmcf-ptype="general">미국 노스웨스턴대 시넌 케텐 교수팀은 8일 과학 저널 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에서 컴퓨터 모델 시뮬레이션 결과 거미줄을 뽑아낼 때 잡아당겨 늘이는 과정에서 단백질 사슬이 정렬되고 사슬 간 수소결합 수가 증가해 거미줄이 더 강하고 질긴 특성을 갖게 되는 것으로 나타났다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="3fe37430e76e611ca74e15452c37a14ca191a86e00189a84cb8d683bad9c0d79" dmcf-pid="floJfxRuL3" dmcf-ptype="general">과학자들은 강철보다 강하고 방탄복이나 헬멧 등에 사용되는 합성섬유인 케블라(Kevlar)보다 질기며 고무처럼 신축성이 있는 천연 소재인 거미줄처럼 우수한 물성을 가진 소재를 개발하기 위해 노력해왔다. </p> <p contents-hash="11a7683ee30f5625f34030e7cd3dcaa176d53e7cf1b9b8e3a63abfaa69a9ebae" dmcf-pid="4Sgi4Me7iF" dmcf-ptype="general">거미는 거미줄을 칠 때 뒷다리를 이용해 방적돌기(spinnerets)에서 거미줄을 잡아당겨 섬유를 늘이면서 뽑아낸다. </p> <p contents-hash="de6c0ad210e37979992a4a60126a03d2d1786c7e4be277823c7d3bf51f836332" dmcf-pid="8van8RdzRt" dmcf-ptype="general">케텐 교수는 "연구자들은 잡아당기고 늘이는 과정이 거미줄을 강한 섬유로 만드는 데 필요하다는 것을 알고 있었지만 그 이유는 아무도 몰랐다"고 지적했다.</p> <p contents-hash="61aed643054c2881054ab404280fbeb1d4bf59adc277c2a697c7f57bb2b337c8" dmcf-pid="6TNL6eJqi1" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 연구에서 인공 거미줄 제조법을 연구해온 세인트루이스 워싱턴대 프랜시스 아만 교수팀과 공동으로 거미줄을 뽑아낼 때의 인공 거미줄 내 분자 역학을 시뮬레이션하는 계산 모델을 만들었다.</p> <p contents-hash="3c1729b42fa072779a6f599e9e56c53445577aa4150e8dc585e8050bd2f97c5f" dmcf-pid="PWAgQJnbJ5" dmcf-ptype="general">이를 통해 인공 거미줄을 잡아당겨 늘이는 게 섬유 내 단백질 배열에 어떤 영향을 미치는지 조사하고, 이 과정이 단백질 순서, 단백질 간 연결, 섬유 내 분자 이동을 어떻게 변화시키는지 살펴봤다. </p> <p contents-hash="e9f9d3e3e917e4ac7b81c43397df9494e465c31fc305f733cddc0200d527be18" dmcf-pid="QYcaxiLKnZ" dmcf-ptype="general">그 결과 방적돌기에서 거미줄을 잡아당겨 늘이면서 뽑아내면 섬유 내 단백질이 정렬되면서 강도가 전반적으로 증가하고, 섬유를 구성하는 단백질 사슬 사이에 수소결합 수도 늘어나는 것으로 밝혀졌다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="692f2cf0711b4a11c8ad0521e291e216b9a7962e08e8b57ecbacc39bd1ac5c44" dmcf-pid="xGkNMno9JX" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="물방울이 얼어붙어 있는 거미줄 [EPA 연합뉴스 자료사진. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/08/yonhap/20250308060012564ybdc.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="BfmEiNA8dz" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/08/yonhap/20250308060012564ybdc.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 물방울이 얼어붙어 있는 거미줄 [EPA 연합뉴스 자료사진. 재판매 및 DB 금지] </figcaption> </figure> <p contents-hash="d63d491a620c7f4f40c75c766f915a787f2bb4bd63777f29594a18980a6405df" dmcf-pid="ye70W5tsdH" dmcf-ptype="general">논문 제1 저자인 제이컵 그레이엄 연구원(박사과정)은 단백질 사슬 간 수소결합이 늘어나면 섬유의 전반적 강도와 인성(toughness), 탄성이 모두 커진다며 "섬유는 압출되면 기계적 특성이 약하지만 6배까지 늘어나면 매우 강해진다"고 말했다.</p> <p contents-hash="20eff2640342af402008a6db6b5354b80496fac1f2e73e93d2793f781e1e5d33" dmcf-pid="WdzpY1FOdG" dmcf-ptype="general">이어 연구팀이 인공 거미줄 섬유를 이용해 잡아당겨 늘이는 과정에서 단백질 사슬이 어떻게 늘어나고 정렬되는지, 인장력이 얼마나 증가하는지 등을 실험한 결과 시뮬레이션 예측과 실험 결과가 일치하는 것으로 밝혀졌다.</p> <p contents-hash="3d2f5203528ab52ed6668cbba22c4565d64410d39271161d11b7fa63cbb9caa1" dmcf-pid="YJqUGt3ILY" dmcf-ptype="general">그레이엄 연구원은 "거미가 뒷다리로 방적돌기에서 섬유를 잡아당겨 빼낼 때 섬유가 늘어나면서 강도, 인성, 탄성이 모두 증가한다"며 "섬유를 잡아당기는 정도를 조절하는 것만으로도 섬유의 기계적 특성을 변화시킬 수 있다"고 말했다.</p> <p contents-hash="390e1d2aceef046793d8827a4d7948bd14c570cc77a6482647354c0bd4314495" dmcf-pid="GiBuHF0CLW" dmcf-ptype="general">이어 "이 연구 결과는 강력한 생분해성 의료용 봉합사나 견고한 고성능 방탄복용 소재 등 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있는 엔지니어링 단백질과 방적 공정 등을 설계하는 데 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다. </p> <p contents-hash="06fc23cc0b5eb2fbaed53a9eddf320f64228be7568f3e53c28fd07f6b166a731" dmcf-pid="Hnb7X3phiy" dmcf-ptype="general">◆ 출처 : Science Advances, Sinan Keten et al., 'Charting the envelope of mechanical properties of synthetic silk fibers through predictive modeling of the drawing process', http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adr3833</p> <p contents-hash="2373bb847f3c65714188e8723b723c002762e0bf8102a5d4bc401efd72f658c1" dmcf-pid="XLKzZ0UldT" dmcf-ptype="general">scitech@yna.co.kr</p> <p contents-hash="74d20b6ef364bfa3c0d8537d95e5cf2dc7bc0ae924ac8d96541841605afba691" dmcf-pid="5g2B1U7veS" dmcf-ptype="general">▶제보는 카톡 okjebo</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 연합뉴스. 무단전재 -재배포, AI 학습 및 활용 금지</p> 관련자료 이전 아이폰 치곤 저렴한 '99만원'…"배터리는 짱짱하지만…"[테크로그] 03-08 다음 [정구민의 톺아보기] 필요한 AI 에이전트, 이제 직접 설계 03-08 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
