How big is 실크 섬유의 굵기?
15 مايكرومتر!
누에고치에서 나온 실크 가닥 하나는 굵기가 약 10~25마이크로미터이며, 여기에 표시된 15마이크로미터는 그 범위 안에 든다. 1마이크로미터는 1미터의 100만분의 1이다. 15마이크로미터 가닥 5~7개를 옆으로 나란히 늘어놓으면 사람 머리카락의 굵기에 해당한다.
크기
여기서 굵기는 고치에서 풀어낸 가닥 하나의 지름이며, 현미경으로 측정한 값이다. 가닥은 각각 피브로인이라는 단백질 필라멘트 두 개로 이루어지며, 세리신이라는 끈끈한 단백질이 이 둘을 붙여 준다. 피브로인 필라멘트 하나는 지름이 약 10마이크로미터이다. 세리신은 가닥 무게의 25~30%를 차지한다.
굵기는 고치마다 다르고, 한 가닥 안에서도 위치에 따라 다르다. 누에 실크를 다룬 연구들은 굵기가 약 8~26마이크로미터인 가닥을 측정했으며, 몇몇 연구는 평균이 약 20마이크로미터라고 보고한다. 가닥은 완전한 원형이 아니어서, 측정한 굵기는 어느 방향에서 보느냐에 따라서도 달라진다.
크기 비교
- 굵기가 80~100마이크로미터인 사람 머리카락의 굵기는 15마이크로미터 가닥의 5~7배이다.
- 지름이 7~8마이크로미터인 적혈구는 15마이크로미터 가닥 굵기의 약 절반이다.
- 가장 굵은 가닥은 약 25마이크로미터로, 1인치의 1,000분의 1인 밀과 굵기가 거의 같다.
- 고치 하나에 든 실 한 가닥은 길이가 최대 1,500미터에 이를 수 있다. 이는 엔드 존을 포함해 미식축구장 약 14개를 끝과 끝을 맞대어 한 줄로 늘어놓은 길이와 같다.
- 15마이크로미터 가닥을 굵기 1센티미터로 확대한다면, 길이 1,500미터의 가닥은 1,000킬로미터에 이를 것이다.
누에가 실을 뽑는 방식
누에는 누에나방 Bombyx mori의 애벌레이며, 섬유 산업을 위해 대규모로 사육된다. 애벌레는 나방으로 변하기 전에 끊어지지 않는 한 가닥으로 고치를 짓는다. 바깥쪽에서 안쪽으로 작업하며, 고치를 여러 겹으로 쌓아 올린다.
누에에게는 실크샘이 두 개 있으며, 실크 단백질은 액체 상태로 그 안을 지나간다. 각 샘의 길고 좁은 앞쪽 부분에서 단백질이 고체로 바뀌면서 매우 가는 피브릴이 만들어지고, 이 피브릴이 가닥을 따라 나란히 정렬된다. 두 샘은 끝에 있는 실을 뽑는 기관인 방적돌기에서 하나의 관으로 합쳐지며, 완성된 가닥은 두 필라멘트가 나란히 놓인 채로 빠져나온다.
의학 속의 실크
실크를 의학과 연구용 재료로 만들려면 먼저 세리신 풀을 제거하는데, 보통 탄산나트륨 용액에 실크를 넣고 끓이는 방법을 쓴다. 이 과정을 정련이라고 한다. 남는 것은 피브로인 필라멘트이며, 굵기는 각각 약 10마이크로미터이다.
실크는 수술용 실로도 쓰이며, 올이 풀리지 않도록 밀랍을 입히는 경우가 많다. 한때는 실크가 일부 환자에게 알레르기를 일으킨다고 여겼지만, 이후 연구에서 원인이 세리신임이 밝혀졌다.
출처
- Cocoon microstructures through the lens of topological persistence. Raichenko et al., Journal of the Royal Society Interface, 2024.
- Fine Structural Analysis of Degummed Fibroin Fibers Reveals Its Superior Mechanical Capabilities. Eliaz et al., ChemSusChem, 2024.
- The stage-wise macromolecular assembly and structure evolution of silk along the silk gland. Brookstein et al., Nature Communications, 2026.
- Ultrafine and High-Strength Silk Fibers Secreted by Bimolter Silkworms. Guo et al., Polymers, 2020.
- Materials Fabrication from Bombyx mori Silk Fibroin. Rockwood et al., Nature Protocols, 2011.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
- Erythrocytes. In Anatomy and Physiology, 2nd edition. OpenStax, 2022.
- Handbook 44 – 2026, Appendix C: General Tables of Units of Measurement. NIST, 2026.
- 2026 Official Playing Rules of the National Football League. NFL, 2026.