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트렌토 대학(University of Trento)과 케임브리지 대학(University of Cambridge)의 연구진은 세 종류의 거미와 탄소 나노튜브 또는 그래핀을 사용해서 거미줄을 더 강하게 만들 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 만들어진 거미줄은 기존의 것보다 3배의 강도와 10배의 인성을 가졌다. 이 연구결과는 새로운 종류의 생복합 재료를 개발하는데 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 인간은 수천 년 동안에 누에 비단을 널리 사용하고 있다. 최근에는 거미줄이 매우 유망한 기계적 성질을 가졌다는 것이 알려졌다. 케블라(Kevlar)와 같은 합성 섬유와 비교했을 때, 거미줄은 높은 인장강도를 가진 고분자 섬유를 제조할 수 있게 한다. 이번 연구진은 세 종류의 거미들을 탄소 나노튜브 또는 그래핀이 함유된 고무 물풀(water dispersion)에 노출시켰다. 그 후에 거미줄을 수집해서 인장강도와 인성을 조사했다. 가장 강한 거미줄은 파단 강도가 5.4 GPa이고 인성 계수가 1570 J/g인 것으로 확인되었다. 정상적인 거미줄은 파단 강도가 약 1.5 GPa이고 인성 계수가 약 150 J/g이다. 이런 강도는 가장 강한 탄소섬유 또는 치아의 것과 유사하다. 이 연구결과는 거미가 높은 기능성을 가진 거미줄을 생산하는데 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다. 거미줄의 높은 인성과 변형에 대한 높은 내성은 낙하산과 같은 분야에 적용될 수 있을 것이다. 생물학적 구조에 보강재를 결합시키는 방법은 새로운 종류의 생체 적합성 재료를 개발하는데 적용될 수 있을 것이다. 이 연구결과는 저널 2D Materials에 ldquo;Spider silk reinforced by graphene or carbon nanotubes rdquo; 라는 제목으로 게재되었다. |
