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일본의 바이오벤처인 스파이바(山刑県)은 자사에서 개발한 거미줄사 섬유「쿠모사섬유」의 양산화를 위해 도요다 자동차계 부품제조업체인 小島프레스 공업과 공동으로 공장을 鶴岡(쓰루오까)시에 건설한다.
금년 5월에 착공해 10월에 완성할 예정으로, 단백질계 섬인 이 신소재는 향후 숙유로부터 유래되는 모든 화학섬유보다 환경부하가 적으면서도 충분한 강도를 갖고 있기 때문에 향후 자동차 차체 등 자동차용 수지제품에도 응용을 목표로 하고 있다.
이 신공장은 쓰루오까 시의 인큐베이션 시설인「鶴岡 metabolome canvas」의 택지 내에 건설한다. 총 면적은 1,400㎡ 단층으로, 건설비는 7억5천만엔이나 건설비용 일부는 국가로부터 보조를 받는다.
우선 월간 100kg 정도의 플랜트를 사용한 시작품을 생산과 평가를 행하고 2015년에 설비를 증강해 월간 1만톤 규모로 끌어올릴 계획이다. 양산은 2018년경으로 계획하고 있다.
이 거미줄 섬유의 주 용도는 의류와 타이어, 인공모발 등을 들 수 있고, 극히 가늘기 때문에 수술용 봉합사나 이공혈관 등의 의료분야와 자동차 수지제품에 의 전개도 가능할 것으로 보고 있다.
한편 인공 거미줄사는 아미노 배열의 반복이 극히 많아 기존 방법으로의 인공합성은 어려운 것으로 알려져 있다. 이를 극복하기 위해 스파이바에서는, 그 어떠한 유전자라도 5일 이내에 합성을 완료할 수 있는 독자의 유전자 합성기술을 개발하게 된 것으로, 이 기술을 이용해 이미 100종 이상의 인공 거미줄사 유전자를 합성하고 라이브러리화 해 놓고 있는 것으로 전해지고 있다.
데이터베이스에 축적된 과거의 데이터를 바탕으로 성능과 생산성이 확보된 후보분자는 그 유전자를 합성해 놓고, 미생물을 이용한 독자의 단백질 발현 시스템으로 생산한다. 피브로인 유전자를 도입한 미생물은 거미줄사 성분인 피브로인의 생산능력을 획득한다. 그 후 작은 규모로 발효생산 조건, 정제조건을 검토하고, 유전자 합성으로부터 최단 시일 내에 방사조건 검토로 이행한다. 그 후 필요에 따라 배양 스케일 업을 행해 단백질 원료를 취득한다.
발효공정에서 생산된 섬유 원료인 피브로인은 정제공정을 거쳐 독자의 방사기술로 섬유화 된다. 창출된 인공합성 거미줄섬유의 특성은 상세히 해석되어 데이터베이스로 feed back, 다음의 분자 디자인에 활용한다. 거미줄사에서는 방사기술(습식, 건습식, 엘렉트로닉스 스피닝)을 처음부터 독자로 개발하였고, 천연 거미줄사에 필적하는 toughness를 달성하는데 성공하였다.(10건 이상의 특허출원 중).
이 회사에서 밝히는 자사의 거미줄사「쿠모섬유」의 주요 특성은 표와 같다.
- 강도 : 강철의 4배
- 신축성 : 나일론보다 우수
- 내열성 : 300℃ 이상
- 최고의 toughness : 207 tough(MJ/㎥)/ρ
출처 : http://green.atengineer.com (2013 年02 月26 日火曜日)
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