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거미줄은 뭘로 만들어 졌을까요?

자기 몸에서 실을 만들어내는 생물에는 어떤 것들이 있을까. 누 에와 거미가 가장 먼저 떠오르지만 정확하게는 절지동물 가운 데 곤충류, 거미류, 다지류 세 종류가 실을 자아낼 수 있다. 누 에나방의 유충인 누에가 잣는 실은 ‘비단’이라는 멋진 이름으 로 불리며 인간에게 귀하게 대접받고 있다. 그러나 거미가 뽑아 내는 실은 그냥 ‘거미줄’로 불리며 성가신 존재 또는 게으름 이나 가난의 상징으로 여겨질 뿐이다. 아침이슬에 젖어 반짝이는 거미줄을 보면 금방 끊어질 것처럼 약해 보인다. 그러나 같은 무게로 견주어보면 강철보다 5배 정 도 튼튼하고 방탄복 소재로 쓰이는 합성섬유인 케블러(Kevlar) 보다도 단단하다. 또 신축성이 뛰어나 길이가 30% 정도 더 늘어 나고 높은 온도에서 잘 견디며, 물에 젖지 않고 인체에 알레르 기를 일으키지 않는다. 거미줄은 이처럼 기막힌 소재지만 거미를 대량으로 사육하여 그 것을 활용하기에는 기술적·경제적으로 어려움이 있었다. 거미 는 누에처럼 고치를 따로 만들지 않는 데다 자기의 영역을 침범 하면 목숨을 걸고 싸우기 때문이다. 최근 많은 과학자들이 인공 적으로 거미줄을 만들어내는 연구를 벌이며 적지 않은 성과를 올리고 있어 그 실용성에 주목할 시기가 머지않은 것으로 전망 된다. -강철보다 강한 인조거미줄도 개발 덴마크 아르후스 대학의 프리츠 폴라트 교수팀은 1998년 거미 가 거미줄을 만드는 방법이 레이온(인조견사)이나 나일론을 제 조하는 과정과 놀라울 정도로 비슷하다는 사실을 발견했다. 정 원거미의 일종인 ‘아라네우스 디아데마투스(Araneus Diadematus)’를 관찰한 결과 거미줄이 거미의 몸 밖으로 나오 면서 산화과정을 거쳐 굳어지는 것을 확인한 것이다. 이에 따 라 거미 실크를 공장에서 생산할 수 있는 가능성이 열렸다. 지난해 캐나다 ‘넥시아 바이오테크놀로지사’(이하 넥시아)와 미국 육군 생화학사령부 공동연구팀이 두 종류의 직조거미에서 추출한 거미줄 유전자를 합성하여 염소의 젖세포와 교차시키는 방법으로 염소의 젖에서 거미줄의 단백질을 대량 분비하게 만드 는 데 성공했다. 연구팀이 이 젖에서 추출한 인조거미줄은 그 길이가 무려 18km가 넘었다. \미국 캘리포니아 대학의 유샨 얀 박사팀은 거미가 자아내는 거 미줄에 얇은 유리막을 입혀 나노(nano=10억분의 1) 차원의 속 이 빈 광섬유를 뽑아내는 기술을 개발했다. 이 기술은 심지를 왁스에 담가 양초를 만드는 방법과 비슷하다. 양초에 있는 심지 만 태워버리면 속이 빈 양초를 얻는 것과 마찬가지로 거미줄에 유리 성분을 입힌 뒤 거미줄을 태워 거미줄처럼 가는 광섬유를 얻은 것이다. 연구팀은 마다가스카르의 거대한 무당직조거미인 ‘네필라 마다 가스카리엔시스(Nephila Madagascariensis)’의거미줄을 1cm 길 이로 잘라낸 뒤 이 거미줄을 테트라에틸렌 오르소규산염에 여 러 번 담가 유리 성분을 얇게 입혀 말린 뒤 420℃의 온도에서 태웠다. 그랬더니 거미줄은 타서 없어지고 크기가 5분의 1 정도 로 줄어든, 지름 1㎛(1㎛=1000분의 1mm) 수준의 속이 빈 광섬유 만 남았다. -의료·군사용품 소재로 각광받을 듯 굵기가 더 가는 거미줄을 이용하면 더 미세한 광섬유를 얻을 수 있다. 연구팀은 중동 및 남부 아시아에 살고 있는 ‘스테구 디푸스 패실리쿠스(Stegudyphus Pacilicus)’라는 거미를 찾아 냈다. 이 거미가 자아내는 거미줄은 지름이 2nm(1nm=100만분의 1mm)로 맨눈으로 잘 보이지 않을 정도다. 이 거미줄을 이용하 면 지름 2nm 수준의 광섬유를 얻을 수 있게 된다. 사람 머리카 락 굵기의 5만분의 1 수준이다. 지금까지 가장 가는 광섬유는 지름이 25nm인 것이다. 얀 박사는 이 기술로 빛을 전달할 수 있을 정도의 가는 광섬유 를 만들면 나노 차원의 매우 빠른 광전자 회로를 개발할 수 있 을 것으로 기대하고 있다. 광학 현미경의 해상도를 획기적으로 높이거나, 분자 하나를 담을 수 있는 나노 차원의 시험관을 제 작하는 데도 활용할 수 있다. 인공거미줄은 인공힘줄, 인공인대, 수술용 봉합사 등 특히 의 료 분야의 기술 혁신을 가능케 할 것으로 기대를 모으고 있다. 또 방탄복이나 낙하산 등 군사용품은 물론이고 고급 직물소재로 서 각광받을 것임이 틀림없다. 이처럼 거미줄로 만든 섬유로 옷 을 만들어 입고 거미줄로 만든 광섬유가 세상을 뒤덮게 되면 세 상은 또 다른 형태의 월드와이드웹(World Wide Web)으로 얽히 게 될 것이다. 출처: 지식인
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