거미줄에 놀라운 강도를 부여하는 자체조립 미세구조를 모방함으로써 케임브리지대학 과학자들은 일반 일회용 플라스틱의 강도를 가진 식물기반 필름을 생산하여 재료에 대한 "비건" 친환경 대안을 제공했다. 독립형 필름은 산업용으로 색상을 지정하고 확장할 수 있으며 작업이 완료되면 쉽게 퇴비화 할 수 있다.

케임브리지대학 과학자들은 단백질의 작용을 연구하고 있었으며, 그 일환으로 거미줄의 구성과 그처럼 큰 힘을 제공하는 독특한 구성에 관심을 돌렸다.

연구저자인 Tuomas Knowles 교수는 “거미줄에 강도를 부여하는 주요 특징 중 하나는 수소 결합이 공간에 규칙적으로 배열되어 있다는 사실을 발견했다.

그런 다음 과학자들은 대신 식물에서 공급되는자가조립단백질을 사용하여이 과정을 재현하기 시작했다. 이것은 모든 단백질과 마찬가지로 올바른 조건에서 자체조립할 수있는 폴리펩티드 사슬로 만들어진 콩단백질 분리 물에서 시작되었다. 이를 달성하기 위해 아세트산과 물의 혼합, 고온 및 초음파 처리를 통해 단백질의 용해도를 개선하고 자체조립을 정렬된 구조로 쉽게 제어 할 수 있다.

“모든 단백질은 폴리펩티드 사슬로 만들어지기 때문에 적절한 조건에서 식물 단백질이 거미줄처럼 자가조립되도록 할 수 있다.”라고 Knowles는 말한다.

완성된 제품은 거미줄처럼 수소결합 형성에 의해 분자 상호작용이 강화된 단백질구조세트이다. 용매를 제거하면 폴리에틸렌과 같은 일반적인 일회용 플라스틱과 동등한 기계적 성능을 가진 수 불용성 필름이 남는다. 그리고 그것은 모든 천연빌딩블록에 화학적 변형을 포함하지 않기 때문에 재료는 가정퇴비화 시스템에서 안전하게 분해 될 수 있다.

공동저자인 Marc Rodriguez Garcia 박사는 “다른 연구자들은 플라스틱 대체품으로 실크소재로 직접 작업했지만 여전히 동물성 제품이다. 어떤 면에서 우리는 '비건 거미줄'을 생각해 냈다. 거미없이도 같은 재료를 만들었다.”

연구진은 이 기술에 대해 특허를 받았고 분사회사 Xampla를 통해 상용화할 계획이며, 이 연구는 Nature Communications 저널에 게재되었다. 출처 : 캠브리지 대학교