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스파이더맨의 거미줄, 유기 동물 섬유란?

2016년 7월 1일

강병찬 23 화학 마음의 역할은 욕망에 충실하는 것이고, 마음의 주인인 열정에 헌신해야 합니다. Blue Rum

여러분은 거미줄하면 떠오르는 것이 있나요? 저는 ‘스파이더맨’이 가장 먼저 생각납니다. 스파이더맨은 거미줄을 쏘며 건물 사이를 날아다니고, 브레이크가 고장난 열차를 세우기도 하죠. 영화 속 이야기지만 실제로도 거미줄은 강철보다 강하고 합성 섬유보다 뛰어난 탄성력을 지니고 있습니다. 거미줄은 유기섬유라고 하여 생물체에서 만들지는 동물 섬유라고 하는데요. 이러한 거미줄을 특성으로 많은 분야에서 활용 되고 있습니다. 그럼 유기 동물 섬유와 앞으로의 활용 가능성과 대해서 자세히 알아볼까요?

스파이더맨의 한 장면으로 손등에서 거미줄을 쏘고 있다.

ⓒ네이버영화

유기-동물 섬유란?

왼쪽에는 거미줄 확대 사진이, 우측상단에는 양털, 우측하단에는 누에 사진이 있다.

유기 섬유라는 단어는 말 그대로 유기물 즉, 생물체에서 만들어지는 섬유입니다. 유기 섬유의 대표적인 예로는 동물 섬유가 있는데요. 동물 섬유로는 거미줄, 양털 그리고 누에로부터 만들어지는 실크가 있습니다. 유기 섬유는 동물섬유라고도 하는데요. 동물에서 채취한 천연 섬유로, 주로 글라이신, 알라닌과 같은 단백질로 이루어져 있습니다.

거미줄의 다양한 특성

나무 사이에 촘촘하게 걸린 거미줄

우리가 보통 생각하는 거미줄은 나선 모양으로 거미줄을 쳐서 곤충을 잡기 위해서 사용하는 것으로 알고 있습니다. 하지만 고대 종의 근접한 종인 타란튤라, 함정문 거미는 걸어다니는 곤충을 사냥하기 위해서 얽힌 거미줄을 사용한다고 합니다.

거미줄의 특성으로는 거미줄을 안정화 시키기 위해 꼬아서 단단하게 실을 만들고, 날아다니는 곤충을 잡기 위해서는 끈끈한 실을 만든다고 합니다. 이런 특성을 통해 끈적한 실로는 집을 고정하고, 매달리기 위해서는 튼튼한 실을 사용합니다. 또한 바람을 이용해서 이동 수단으로 사용한다고 합니다!

거미줄의 활용 가능성 (인공거미줄)

인공적으로는 자연의 거미줄을 쉽게 만들 수 없습니다. 그 이유는 인공적으로 만들어진 거미줄 단백질은 자연의 거미줄 단백질만큼 크지 않고, 거미를 잡아 마비 시킨 채 거미줄을 뽑아내는 방법은 효율성이 떨어지기 때문에 불가능하죠. 하지만 거미줄에 대한 연구로 최초로 독일의 암실크(AMSILK)사에서 박테리아(대장균)를 사용하여 스파이드로인(Spidron)생산을 통해서 거미 실크 단백질을 만드는데 성공했습니다. 암실크(AMSILK)는 거미줄 단백질(Gossamer)이라는 용어로 상용화하고 있습니다.

핀셋 사이에 얇은 거미줄ⓒwikipedia.org

ⓒwikipedia.org

인공 거미줄은 뛰어난 강도와 탄성력을 지니고 있어, Spider Technologies개발사에서는 그물코와 필름을 제작하고 전투기 조종사의 헬멧, 인공 힘줄과 인대, 클라이밍 로프 등 다양하게 이용되고 있어요. 또한 인공 거미줄 단백질은 피부 미용에 적합한 수용성의 탄력신소재로 콜라켄을 대체함을 물론 피부탄력강화에 재생력을 높여주어 암실크(AMSILK)사에서 화장품과 샴푸로 개발 중입니다. 인조 스파이더 실크로 만든 옷은 따뜻하고 부드럽고 단백질 섬유이기 때문에 독성 유해물질 함유의 유려가 없습니다. 내구성이 강하므로 물빨래가 가능하다는 장점이 있죠.

스파이더 실크로 만들어진 노스페이스 점퍼 지면광고 사진

ⓒ노스페이스 홈페이지

이제 유기-동물섬유 대해서 아셨나요? 2기 이중기 에디터가 쓴 생체 모방 기술처럼 자연계에 존재하는 생물체는 인간이 만들어 내지 못할 특성과 다양한 성질을 가진 물질을 만들어 낸다는 것이 놀랍습니다. 이렇게 자연이 주는 선물이 앞으로 어떻게 활용 될지 기대가 됩니다!

 

거미줄 외의 유기 섬유-누에고치

우리에게 익숙한 누에고치에서 나오는 실은 명주실로 오래 전부터 사용되고 있습니다. 누에고치 실은 거미줄보다는 강도가 떨어지지만 여러 면에서 간단한 구조를 가지고 있어 활용하기 쉽다는 장점이 있습니다. 요즘에는 연구를 통해 누에고치 속의 단백질을 이용해 만든 용액으로 약이나 수술실 실, 인공 고막, 필름 등 다양하게 활용 된다고 합니다!

초록색 풀잎 위에 올려진 누에고치 모습

 

※메인 이미지 출처: wikimedia.org

 

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