도쿄농공대학, 게이오 대학, 규슈대학의 공동연구그룹은 생물의 세포와 비슷한 작은 주형으로 젤리를 만들면 일반 젤리보다 약 10배 딱딱해지는 것을 발견했다.또한, 이 경도의 변화는, 주형을 덮는 지질막에 의해 젤리를 구성하는 단백질의 구조가 크게 변화하기 때문인 것을 밝혔다.
젤라틴으로 이루어진 미크로 젤리(이하, 미크로겔)는 식품이나 화장품, 의약품 등 일용품에 폭넓게 사용되고 있다.그러나, 이들의 촉감이나 질감, 강도 등의 기능을 강하게 지배하는 역학적 성질은, 그 작기 때문에 측정이 곤란하고, 상세한 해석이 갈망되고 있었다고 한다.
본 연구에서는 세포와 같은 주형을 이용하여 100분의 1밀리미터 스케일의 마이크로겔을 제작하고, 매우 가는 마이크로 모세관을 이용하여 그것을 인장함으로써, 마이크로겔의 경도의 측정에 성공하였다.그리고, 젤라틴이 겔화할 때, 지질막으로 덮인 마이크로미터 사이즈의 공간에 갇혀 있는 것으로, 겔화 후의 경도가 통상의 큰 겔에 비해 10배 정도 상승하는 것을 발견했다.
이 마이크로 겔의 분자 구조를 조사한 결과, 통상의 젤라틴이 만드는 삼중 나선 구조뿐만 아니라, β 시트 구조라고 불리는 유닛이 이어진 구조도 동시에 만들고 있는 것을 알 수 있고, 이 구조 변화에 의해 겔이 단단해지고 있다는 것이 분명해졌다.
이 발견에서 얻어진 지견은 겔의 경도를 이용한 기능성 재료의 설계에 새로운 시점을 주어, 향후 식품·의약품·화장품으로서 활용되는 마이크로겔 재료의 창성에 응용될 것으로 기대된다 한다.또, 마이크로겔은 세포를 지지하는 골격으로서도 기능하고 있어, 본 성과는 세포내의 생체 고분자 겔의 특성 해명에도 공헌이 기대된다.
