| 안후이농업대학, 피마자유로 초강력 거미줄 제조 | ||
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 최근, 안후이(安徽)농업대학 바이오매스분자공학센터 왕중카이(汪鐘凱) 연구팀은 거미줄의 초강력 초탄성 성능에서 영감을 받고 피마자유를 원료로 인장강도가 200MPa를 초과하는 초강력 형광 엘라스토머를 제조하여 농림업 바이오매스의 고부가치 전환 및 활용을 구현하였다. 해당 성과는 "Nature Communications"에 게재되었다. 거미줄의 역학적 인장강도는 최대로 800MPa에 달할 수 있는데 이는 연필 한 자루 굵기에 달하는 유럽정원거미(AraneusDiadematus) 거미줄로 1대의 착륙(속도 80m/s)하고 있는 보잉 747 여객기(중량 180t)를 정지시킬 수 있는 인장강도에 해당된다. 거미줄의 이러한 초강력 초탄성 성능은 거미줄 단백질 내부 나노결정의 특수한 방향성 구조에서 유래된다. 그러므로 해당 연구는 과학계의 광범위한 관심사로 되고 있다. 연구팀은 식물성유지의 고분자 합성에 관한 연구 과정에서 피마자유를 일련의 고순도 단량체로 전환시킨 후 해당 단량체에 대한 중합을 통하여 생체모방 단백질을 형성할 수 있는 중합체 분자를 제조할 수 있으며 더 나아가 해당 중합체의 분자 조성을 정밀 조절하여 특수한 나노결정 구조를 획득할 수 있는 경로를 발견하였다. 또한 기계적 가공을 통하여 해당 특수한 나노결정에서 거미줄과 유사한 방향성 구조를 구현하였으며 최종적으로 인장강도가 200MPa를 초과하는 초강력 형광 엘라스토머를 획득하였다. 기존의 엘라스토머 강도는 일반적으로 수십 MPa밖에 안 된다. 이번 연구를 통하여 엘라스토머 강도를 대폭 향상시킴으로써 거미줄 생체모방 재료에 관한 세계적 프로젝트 연구에 새 아이디어를 제공하였다. 기존의 연구에서 바이오매스 자원을 고분자재료로 전환시켰지만 원가 및 성능 분야에서 석유 기반 고분자재료에 비하여 차하였다. 해당 연구는 바이오매스 재료 성능 분야에서 거둔 획기적인 성과로서 저렴한 농림업 바이오매스 자원을 고분자 신소재로 전환시키는 발걸음을 가속화함과 더불어 석유화학 자원에 대한 의존에서 벗어나 환경을 개선하고 저탄소 생활을 구현하는데 도움이 된다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-04/03/content_418591.htm?div=-1 |
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