중국, 케블라보다 6배 강한 초강력 실크 섬유 개발

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중국 과학자들은 유전자 변형 누에로부터 최초의 완전한 거미줄 섬유를 합성했는데, 이는 케블라와 같은 "대부분의 천연 섬유와 합성 섬유"보다 더 강합니다.

유전자 변형 누에로 만든 거미줄. 사진: 미 준펑 — 유전자 변형 누에로 만든 거미줄. 사진: *미 준펑*

9월 20일 저널 '매터(Matter)'에 발표된 연구에 따르면, 상하이 동화대학의 과학자들은 거미줄이 인장강도가 높고 인성도 뛰어나다고 밝혔습니다. 거미줄은 케블라보다 6배나 더 탄력적이고, 나일론보다 인장강도(늘었을 때 장력을 견디는 능력)가 더 높습니다. 이 연구의 주저자인 미 준펭은 새로운 섬유는 수술 봉합사, 방탄복, 스마트 소재, 항공우주 기술 등 다양한 용도로 사용될 수 있다고 설명했습니다.

연구팀은 유전자 편집 도구인 CRISPR-Cas9를 이용해 거미줄 단백질 유전자를 첨가해 누에알을 유전적으로 변형시켰습니다. 이러한 조절로 인해 형광현미경으로 관찰하면 누에의 눈이 빛납니다. 유전자 변형 누에가 거미 단백질을 생산하는지 확인하기 위해 연구자들은 먼저 실크의 구조를 더 잘 이해할 필요가 있습니다. 그들은 실험을 통해 성공적으로 테스트된 실크 구조 모델을 사용했습니다.

Mi에 따르면 가장 큰 과제 중 하나는 거미 단백질을 "국재화"하여 누에 단백질과 상호 작용할 수 있는 방법을 알아내는 것이었습니다. 모델링을 통해 효율적인 통합을 보장하기 위해 어떤 조정이 필요한지 더 잘 이해할 수 있습니다. 또한 미씨는 성공적으로 형질전환된 누에를 모으는 것 역시 어려운 일이라고 말했다. 형질전환 누에 몇 마리를 얻으려면 최대 100개의 알이 필요하기 때문이다. 누에 역시 "하루에 여러 번 먹이를 먹기" 때문에 정기적인 관리가 필요합니다.

거미줄은 환경 친화적이며 나일론이나 케블라와 같은 합성 섬유보다 더 강하고 탄력성이 뛰어납니다. 나일론이나 케블라와 같은 합성 섬유는 생산하는 데 많은 에너지를 필요로 하며 환경을 오염시킵니다. 거미줄은 누에가 만든 천연 실크보다 더 강하고 덜 부서지기 쉽습니다. 하지만 거미줄을 대량으로 생산하는 것은 어렵습니다. 거미는 동족을 잡아먹는 동물이기 때문에 많은 수로 함께 키울 수 없기 때문입니다.

인공 거미줄은 이상적이지 않습니다. 연구자들이 거미줄 방적 메커니즘을 완전히 이해하지 못하고 있기 때문에 가장 진보된 생산 방법조차도 자연 구조를 완벽하게 모방할 수 없습니다. 실크에는 인공적으로 만들어낼 수 없는 천연 보호 큐티클이 있습니다. 누에와 거미의 샘도 비슷한 특성을 가지고 있어서 연구팀의 방법으로 생산된 실크는 구조적, 보호적 특성을 그대로 유지합니다.

앞으로 미와 그의 동료들은 합성 아미노산을 사용하여 실크를 변형하고 더욱 내구성 있는 버전을 생산할 예정이다.

안캉 ( SCMP 에 따르면)

실크는 어떻게 발명되었을까? , 실크로 만든 하드 드라이브

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