거미줄은 뛰어난 성능으로 전 세계 과학자들의 흥미와 관심을 끌었다. 최근 몇 년 동안 미국, 스위스, 캐나다, 일본, 독일, 덴마크 등은 거미줄에 대한 심도 있는 연구를 통해 유전자와 단백질 측정 기술을 이용하여 거미줄의 수수께끼를 풀고 거미의 인공 생산에 돌파구를 마련했다. 유전 공학 기술과 바이오소재 기술의 급속한 발전에 따라 머지않아 거미줄은 실크처럼 대규모로 개발되어 기술 국방 공업 등에 광범위하게 응용될 것이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 1 거미줄의 성능 거미줄의 물리적 밀도는 1.34 g/cm 으로 실크와 양모와 비슷하다. 거미줄은 매끄럽고 윤기가 나고 자외선 저항력이 강하며 고온에 강합니다. 열 분석에 따르면 거미줄은 200 C 이하에서 열 안정성을 나타내고 300 C 이상은 노랗게 변하는 것으로 나타났다. 실크는 1 10℃ 이하에서 열 안정성을 나타내고140 ℃에서 노랗게 변하기 시작한다. 거미줄은 특수한 용해성을 가지고 있는데, 그것의 오렌지색은 알칼리성이 깊어지고, 산색이 퇴색된다. 묽은 산과 묽은 염기에 용해되지 않고 진한 황산, 브롬화 칼륨, 포름산 등에만 용해된다. 그리고 대부분의 가수 분해 프로테아제에 내성이 있습니다. 거미줄은 물 속에서 상당히 큰 팽창을 하고, 세로로 눈에 띄는 수축을 가지고 있다. 가열할 때 에탄올에 약간 용해된다. 거미줄은 거의 완전히 단백질로 이루어져 있기 때문에 생분해되고 재활용이 가능합니다. 거미줄은 자연계에서 생산되는 최고의 구조재료 중 하나로, 다양한 천연섬유와 합성섬유와 비교할 수 없는 뛰어난 종합 성능을 가지고 있다. 지금까지 인간은 그와 같이 초강력 강도와 탄력을 가진 화합물을 만들 수 없었다. 그 비율은 강철보다 우수하고 인성은 케블라 섬유보다 낫다. 우수한 에너지 흡수 섬유로서 낙하산과 방탄조끼를 만드는 데 이상적인 소재로 여겨진다. 거미 실크, 특히 견인 실크는 실크나 일반 합성섬유보다 역학 성능이 뛰어나다. 강도면에서 방탄조끼를 만드는 케블라 섬유와 비슷하지만 파열공은 케블라 섬유의 1.5 배, 견뢰도는 강철의 1 배, 초기 계수는 나일론보다 훨씬 크며 케블라 섬유의 고강도 고강도 수준에 도달한다. 거미줄의 부러진 신장률은 36% ~ 50% 이고 카일발 섬유는 2% ~ 59/6 에 불과하므로 엄청난 에너지를 흡수하는 성능을 가지고 있다. 점탄성에 있어서 거미줄은 나일론과 케블라 섬유보다 높다. 거미줄의 무게는 화학합성사보다 25 9/6 가볍지만 탄력은 10 배로 늘어납니다. 거미줄의 또 다른 중요한 특징은 저온에 내성이 있다는 것이다. 보도에 따르면 거미줄은 40 C 온도에서도 여전히 탄력이 있어 더 낮은 온도에서만 굳어진다고 한다. 이런 섬유의 장점은 저온 사용이 필요할 때 특히 두드러진다. 그래서 거미줄은 강도가 높고, 신축성이 좋고, 초기 계수가 크고, 단공이 높다는 특징을 가지고 있어 매우 우수한 재료입니다. 인공으로 생산된 거미줄은 뛰어난 성능을 가지고 있기 때문에 이 단백질이나 이와 유사한 단백질을 얻어 방사하여 인공거미줄을 준비하는 것은 재료 과학자들의 오랜 꿈이다. 2. 1 미생물 식물 방사는 거미줄 유전자를 세균, 효모 또는 식물로 옮겨 세균 발효를 통해 거미줄 단백질을 얻은 다음 이 단백질을 미공에서 밀어내어 매우 미세한 실을 얻는 방법이다. 이런 세균의 번식 공장이 성공적으로 설립되면 방직 의류 업계에 혁명을 가져올 것이다. 그러나 여러 가지 이유로 이 방법은 아직 성공하지 못했다. 주로 준비한 단백질의 수용성이 작아 포름산에만 녹을 수 있고, 6 불 이소프로판올을 희석제로 첨가해야 하기 때문에 물은 더 가공하는 용제로 쓸 수 없다. 2.2 우유 거미 실크 캐나다 넥시아 생명기술회사 (Nexia) 가 다른 방법을 시도했다. 그들은 거미 실크 유전자를 염소 난세포에 주사하고, 재조합 거미 실크 단백질을 준비하고, 이 단백질-수계를 이용하여 환경 친화적인 방사 과정을 완성했다. 본질적으로 천연 거미 실크 단백질의 구성과 방사 과정과 더 비슷하기 때문에 거미를 모방하는 데 성공하고 2002 년 6 월 세계 최초의' 인조 거미 실크' 를 생산했다. 넥시아는 미 육군 병사 생화학 사령부 (SBCCOM) 의 과학자들과 합작하여 금망 거미와 십자거미를 유전자원으로 두 포유동물 세포를 유전자 개조했다. 거미 실크 유전자를 염소 난세포에 주입하는데, 이 유전자 변형 염소 우유의 단백질의 구조와 성능은 전적으로 거미 실크 단백질에 의해 시뮬레이션된다. 재조합 거미 실크 단백질의 순도는 최대 70% ~ 90%, 방사 수용액의 질량 농도는 2.89/6 ~ 28% (질량/체적), 방사된 섬유 지름은 8 ~ 40 GM 입니다. 특수 제작된 마이크로방적기를 사용하는 것은 하버드 설비회사에서 생산한 원형이다. 방적용액 용제의 부피는 0.5 ml 이고 내경은 5 mm 에 불과하다. 방적머리는 길이가 6 cm 이고 내경이 0. 125mm 인 PEEK HPLC 튜브 (적마-—Aldrich 제품) 로 대체되었습니다. 방사 용액은 마이크로 왕복 펌프에 의해 구동된다. 이런 마이크로방적기는 적어도 25μl 방적용액으로 작동할 수 있으며, 펌프의 유량은 2 ~ 65438 00μ L/min 이고, 응고욕은 70 ~ 80% 의 메탄올 수용액으로 이루어져 있다. 1 세대 바이오 강철의 지름은 천연 거미사보다 1 ~ 2 개 정도 크다. 보도에 따르면, 전기 방적 거미줄은 진짜 거미줄의 섬세함에 이를 수 있다고 한다. 하지만 천연 거미줄은 가죽 코어 구조를 가지고 있어 지금은 모방하기 어려울 것 같다. 바이오강 생산과 거미 방사의 가장 큰 차이점은 후자가 LCD 방사라는 것이다. 거미줄선에서는 분자량이 각각 120, 150, 190, 250 ku, 750 ku 이고 농도가 최대 30% 인 다양한 길이의 단백질을 구분할 수 있다 액정의 특징은 점도가 매우 낮아 작은 힘으로 실크로 변형될 수 있다는 점이다. 이것이 거미사의 정교한 관건이다. 인간이 거미를 진정으로 모방하여 대규모 녹색 고성능 섬유 생산을 실현하려면 엄청난 노력이 필요한 것 같다. 넥시아의 과학자들은 연구 초기에 사용한 포유류 세포를 젖소에서 채취했지만, 지금은 염소를 유전자 변형 치료에 사용하는 것이 더 유익하다는 것을 발견했다. 염소는 7 만 개의 유전자를 가지고 있다. 그들은 유전자 조작 공사를 통해 염소에게 거미줄 유전자를 휴대하게 했다. 5438 년 6 월 +2002 년 10 월, Nexia 는 이런' 바이오 철강 염소' 두 마리의 탄생을 공식 발표하고 각각 Webster 와 Peter 로 이름을 붙였다. 넥시아의 특허 기술은 거미줄의 실크샘과 염소 유방의 세포가 해부학적 유사성을 가지고 있기 때문에, 차이가 큰 두 동물의 원주 상피세포가 대량의 수용성 복합 단백질 대분자를 생산할 수 있다는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 특허명언) 원칙적으로 젖소로 실현할 수 있다. 넥시아 기술이지만 염소는 더 빠르고 쉽게 자란다. 2002 년 6 월까지 넥시아는 미군과 협력하여 150 마리의 유전자 변형 염소를 육성하고 뉴욕 P1ATTSBTLRGH 의 전 공군 기지에서 사육하며 발전이 가속화되고 있다. 우유와 양젖의 친환경 가공을 이용하여 고성능 섬유를 생산할 수 있다는 것은 10 년 전 환상에 불과했다. 오늘날, 인조 거미사가 출현하여 당대 재료과학의 큰 기적이 되었다. 미국 중국 등에서 소와 햄스터를 표현체로 하는 것도 이 방면의 연구를 진행했다. 2.3 누에가 거미줄을 뱉는 이런 방법은 유전자 조작 기술의' 전기천공' 방법을 이용해 거미 견인사의 유전자를 참깨 크기의 절반밖에 안 되는 누에알에 주사해 양식된 누에가 견인단백질이 함유된 거미줄을 분비하게 한다. 상하이 생화학연구소의 과학기술자들은 몇 년 동안 유전자 조작 누에의 유전자 도입, 활성 유전자 감정, 전대 육종 등 일련의 기술적 난제를 해결했다. 이 연구는 이미 국가' 863' 계획의 중점 프로젝트로 등재되어 현재 진행 중이다. 3 거미줄의 응용 거미줄은 특별하고 뛰어난 성능으로 많은 분야에서 중요한 응용을 하고 있습니다. 3. 1 군용 거미줄은 견고하고 유연하며 부드럽고 가벼우며, 특히 엄청난 에너지를 흡수할 수 있는 능력을 갖추고 있어 방탄복 제조에 적합하다. 거미줄 방탄조끼는 아라미드 섬유 방탄조끼보다 성능이 뛰어나다. 탱크와 비행기의 갑옷, 군사 건물의 방탄복을 만드는 데도 사용할 수 있다. 거미줄은 낙하산 실을 짜는 데도 사용할 수 있는데, 무게가 가볍고 감는 것을 막기 위해 힘차게 펼쳐져 있고, 항풍 성능이 우수하며, 튼튼하고 내구성이 있다. 3.2 항공우주는 구조재료, 복합재료, 항공우주의류 등 고강도 재료에 사용할 수 있습니다. 3.3 의료 서비스는 의료 및 건강 분야에서 널리 사용됩니다. 거미줄은 천연물로 단백질로 이루어져 있어 인체와의 호환성이 뛰어나기 때문에, 인공관절, 인공힘줄, 인대, 의족, 조직복구, 신경외과, 안과에서 분해할 수 있는 초극세 상처 봉합선 등 고성능 생체 재료로 상처 폐쇄 재료와 생리조직공학 재료를 만들 수 있다. 인성과 생분해성이 우수합니다. 3.4 건물은 교량, 고층 건물 및 민간 건물에 구조 재료 및 복합 재료로 사용할 수 있습니다. 결론적으로 200 여 년 동안 사람들은 줄곧 거미줄의 응용에 관심이 있었다. 하지만 최근 10 년 동안 과학자들은 유전자와 단백질 측정 등 새로운 기술을 이용하여 거미줄의 신비를 해독할 수 있었다. 인조 거미사의 출현은 인류가 자연으로부터 배운 결과이자 당대 재료과학의 큰 기적이다. 현대 과학기술의 비약적인 발전에 따라 거미줄의 인공제조와 공업응용연구가 끊임없이 심화되고 확장되면서 공업화 생산 기술이 성숙해져 거미줄이 실크처럼 대량 생산할 수 없게 된 역사가 종식되었다. 거미줄은 방직 의류 산업, 군사, 의료, 항공 우주, 건축, 자동차 산업 등에 광범위하게 응용되어 차세대 고급 바이오소재가 될 것이다.

나는 그것을 발견했다, hehe, 분자 구조는 언급하지 않았다.