거미줄은 어떤 성분때문에 강도가 좋은 것인가요?
거미줄은 사람의 힘으로 쉽게 찣어지지만 단위 면적당 강도는 철의 5배라고 들었습니다. 그런데 거미줄의 어떤 성분때문에 이렇게 높은 강도가 형성되는 것인가요?
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
거미줄의 강도가 높은 이유는 여러 가지 성분들이 조합되어 있기 때문입니다. 첫째로 거미줄은 신축성이 뛰어나고 매우 강한 섬유질인 실로 구성되어 있습니다. 이 실은 거미가 붙잡은 먹이를 잡아먹는 데에도 충분한 강도를 유지할 수 있도록 설계되어 있습니다. 둘째로 거미줄은 거미가 붙잡은 먹이의 무게를 견딜 수 있도록 강한 결합력을 가지고 있습니다. 이는 거미가 먹이를 끌어당기는 데에도 도움이 됩니다. 거미줄은 거미가 먹이를 끌어당기는 데에 필요한 마찰력을 제공하는 표면 구조를 가지고 있습니다. 이러한 성분들이 조합되어 거미줄의 강도를 높이는 역할을 합니다. 감사합니다.
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만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.
거미줄이 갖는 높은 강도는 주로 그 구성 성분인 단백질 덕분입니다. 거미줄은 두 가지 주요 단백질로 이루어져 있는데, 이들은 스파이드로신(spider silk protein, 스파이드로인)과 결정화된 나노입자들로 구성되어 있습니다.
스파이드로신 (Spidroins): 이 단백질은 거미줄의 주요 구성요소로, 아미노산 시퀀스의 반복으로 이루어진 긴 사슬 모양을 가지고 있습니다. 이 구조는 거미줄에 탄성과 강도를 동시에 제공합니다. 스파이드로신은 긴 사슬 구조와 함께 물과의 상호작용을 통해 거미줄이 환경 변화에도 유연하게 대응할 수 있게 합니다.
결정화된 나노입자들: 거미줄의 단백질 구조는 미세한 결정화된 영역들을 포함하고 있으며, 이들은 거미줄의 강도를 크게 향상시킵니다. 이 영역들은 스트레스가 가해질 때 단백질 사슬이 늘어나면서 에너지를 흡수하고 분산시키는 역할을 합니다.
이러한 구조적 특징들 덕분에 거미줄은 무게 대비 매우 높은 강도를 지니게 되며, 이는 철보다 단위 면적당 강도가 높은 것으로 비교되곤 합니다. 거미줄의 이러한 특성은 바이오미메틱스(biomimetics, 생체 모방 공학) 분야에서도 매우 관심을 끌고 있으며, 강력하면서도 유연한 신소재 개발에 영감을 주고 있습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
거미줄 나일론만큼 질기고 비단보다는 2배 정도 강하다고 합니다.
주성분은 17종의 아미노산이며 특히 결합력이 강한 글라 이신이 38%정도 차지한다고 합니다.
감사합니다.
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