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.
