농업·식품산업기술종합연구기구와 도요타공업대학의 연구그룹은 미눔시의 실의 강도를 조사하고, 그 강도가 고도로 형성된 질서성 계층구조에 기인하는 것을 해명했다.강한 인공섬유의 설계 지표로서의 활용과 벌레사의 산업화가 기대된다.
2018 년 12 월, 농장기구와 흥화 주식회사가 탄성률, 파단 강도, 힘에 대해 세계에서 가장 강한 거미줄을 능가하는 것을 발견하고, 벼룩 습성을 이용하여 1 책의 긴 실을 똑바로 채사하는 방법을 개발했다.연구그룹은 이번에, 벌레의 실의 성분인 단백질의 1차 구조(아미노산 서열)나 2차 구조(구조), 고차 구조(결정 구조나 그 응집 상태)를 자세하게 조사해, 실의 강도 의 비밀을 찾았다.
그 결과, 벼룩의 실은, 결정 영역과 비정질 영역이 주기적으로 반복하는 질서성 계층 구조로 이루어져, 그 질서성은 누에나 거미의 실에 비해 압도적으로 높은 것을 알았다.게다가, 이 구조는 실크 단백질의 아미노산 서열의 특징에 의해 생겨나며, 당겨질 때 실에 작용하는 응력이 개별 결정에 충분히 분산되고, 응력이 실 전체에 효율적으로 전파되어 다른 실크보다 높은 탄성 비율, 즉 단단한 성질을 나타냈다.
또한 방사광시설(SPring8)의 고휘도 X선을 이용하여 섬유의 연신과정에서 생기는 구조변화를 조사하면 실이 늘어나는 과정에서도 고질서성 계층구조는 무너지지 않고 실의 절단까지 유지했다. .고파단 강도·고 터프니스한 성질은 이 구조에 기인하는 것을 알았다.
벌레의 실은 환경 친화적이고 지속가능한 사회에 적합한 소재로 주목받아 산업 이용 시도도 이미 시작되고 있다.이번 성과에 따라 민간기업이 목표로 하는 미놈사의 산업화가 앞으로 더욱 진행될 것으로 기대된다.
논문 정보:【Nature Communications】A Study of the Extraordinarily Strong and Tough Silk Produced by Bagworms