마블 코믹스에는 비브라늄(Vibranium)이라는 물질이 등장합니다.
(실제로는 존재하지 않지만) 지구상 존재하는 가장 강한 물질로 캡틴 아메리카의 방패나 블랙팬서의 수트도 이걸로 만들어졌답니다. 이 물질로 만든 방패나 수트는 총알도 막아내고 무시무시한 공격도 다 흡수해 버립니다. 진동과 충격에도 끄떡없죠.
비브라늄은 블랙팬서의 고향인 와칸다에서만 구할 수 있는데요~ 와칸다는 아프리카 최빈국이라고 알려져있지만 알고 보면 어마어마한 첨단 무기와 과학으로 부를 누리고 있는 도시죠!
비브라늄을 구해보러 가야겠습니다! 문제는 비브라늄은 실제로 존재하지 않는 물질이라는 점!
지구상에 존재하는 물질 중에 비브라늄과 살짝 비슷한 물질이 있는데 그게 바로 슈퍼섬유랍니다.
비브라늄이 없었다면 어벤져스의 무기들은 탄소섬유나 아라미드 섬유와 같은 슈퍼섬유로 만들어졌을 가능성이 아주 높답니다.
■ 슈퍼섬유란 그냥 일반 섬유와 무엇이 다를까요?
슈퍼섬유는 일반 섬유보다 강도가 월등히 높거나 고열에 견딜 수 있는 고성능 섬유 소재입니다.
보통 강도와 탄성이 높은 그룹과 내열성과 난연성이 높은 그룹으로 나눌 수 있는데요.
고강도 슈퍼섬유는 강한 충격에도 형태의 변형이 없으며 내마모성이 뛰어나고 탄성율까지 우수하여 방탄복이나 방탄헬멧, 고강도 케이블 등에 사용됩니다.
초내열성 슈퍼섬유는 고온에서도 불에 잘 타지 않는 고성능 섬유 소재랍니다. 400˚C의 고온에서도 불에 타지 않아 소방관들이 입는 특수방화복으로 사용됩니다.
이 외에도 산이나 염기에 녹지 않는 내화학성이 우수한 섬유도 슈퍼섬유로 분류됩니다.
■ 슈퍼 히어로 잇 아이템 속속들이 알아보기
배트맨은 초능력이 없는 그냥 평범한 사람이죠. 하지만 수트와 장비를 착용하면 화염속에서도 악당을 제압하고 시민을 구하여 영웅이 됩니다. 베트맨의 수트!를 만드는 소재는 불에 강한 메타 아라미드(Meta-Aramid)라는 슈퍼섬유입니다. 400˚C의 고온에서도 견딜 수 있으며 난연성과 형태안정성 및 전기절연성이 우수한 특성을 지니고 있습니다. 실제로, 이런 특성을 기반으로 방화복, 우주항공복, 특수방한복과 같은 특수의류용으로 사용되고있으며, 대형 공장의 백필터(Bag Filter) 등 특수산업자재용으로도 사용되고 있습니다.
슈퍼맨의 망토는 어떻게 총알을 막을 수 있을까요?
총알을 막을 만큼 강한 섬유는 슈퍼섬유 중 파라 아라미드(Para-Aramid)입니다. 파라 아라미드는 1980년대 방탄조끼가 실용화되면서 세상에 본격적으로 알려졌습니다. 강하고 질긴 섬유를 여러 겹으로 만들어 고속으로 회전하면서 강한 힘으로 들어오는 총탄의 속도와 회전을 멈추게 하는 원리입니다.
파라 아라미드와 유사한 특징을 지닌 섬유가 탄소섬유(Carbon Fiber)인데요. 탄소섬유는 탄소 함량이 92% 이상인 섬유 소재로 철에 비해 4분의 1 정도로 가볍고 강도는 10배 이상 강합니다. 굵기는 머리카락의 10분의 1 정도로 가늘다고 하니 탄소섬유로 만든 망토도 꽤 괜찮을 것 같네요.
스파이더맨의 스파이더 실크(거미줄) 같은 섬유가 있다면 어떨까요? 스파이더 실크는 다른 슈퍼섬유보다 엄청나게 유연하며 탄성도 뛰어나고 실 한가닥으로 사람 2~3명의 무게를 들 수 있죠. 접착 능력도 대단하구요. 안타깝게도 아직까지 스파이더맨의 거미줄에 대한 명확한 구조 원리는 밝혀지고 있지 않습니다.
휴비스 신소재사업본부 호요승 상무님은 "스파이더 실크는 슈퍼섬유의 마지막 단계”라며 “스파이더 실크를 인간의 기술로 완성시키는게 모든 소재 개발자들의 목표이자 꿈”이라고 하시네요.
■ 생활 곳곳에 슈퍼섬유가?
영화속에서만 만날 수 있을 것 같은 슈퍼섬유! 생각보다 우리 삶 곳곳에 많이 파고들어 있답니다.
메타 아라미드는 소방관이 화재 현장에서 몸을 보호하기 위해 입는 특수방화복에 쓰입니다. 휴비스는 2015년 국내 최초로 특수방화복에 휴비스 메타 아라미드를 적용하여 소재 국산화를 이뤘습니다. 국내 최초 메타 아라미드 상업 생산에 성공한 곳도 휴비스랍니다. 메타아라미드는 공장 배기 필터, 차량 호스 등에도 사용된답니다.
파라 아라미드는 경찰이나 군인들의 방탄복이나, 작업자의 안전복 등에 사용되구요. VIP분들 타시는 방탄 차량에도 사용된답니다. 또한 높은 강도로 자동차 타이어 등에도 사용된다고 합니다.
탄소섬유는 가벼우면서 강도가 높을 뿐 아니라 녹슬지 않고 충돌 시 충격 에너지를 흡수하기 때문에 비행기, 자동차의 동체나 건축, 토목 등 산업 전반에 두루 활용되고 있습니다. 요즘 좋은 자전거나 골프채, 낚시대 등에서도 어렵지 않게 탄소섬유로 만들어졌다는 이야기를 들을 수 있죠? 물론~ 가격이 조금 비싸기도 합니다.
슈퍼 플라스틱의 일종인 PPS(Polyphenylene Sulfide)를 원료로 하여 국내 최초로 섬유화한 것이 PPS 섬유랍니다. 내열성도 우수하지만 산이나 염기에 녹지 않아 발전소나 공장의 분진을 걸러주는 산업용 필터로 사용되죠.
또한 고성능 PE(Polyethylene Fiber)는 내절단성이 우수해 날카로운 공정이 있는 산업에서 보호용 장갑으로 사용되는 슈퍼섬유랍니다.
현존하는 슈퍼섬유들에 대해서 알아봤는데요. 물론 슈퍼히어로들의 수트 소재를 따라 잡으려면 아직 한참 멀었죠?
하지만 백투더퓨쳐에서 나온 자동으로 끈을 조여주는 운동화가 26년이 지나 나이키에서 '나이키 맥'이란 이름으로 출시되고 호버보드도 비슷하게 만들어지는 걸 보면 머지 않아 슈퍼히어로 수트가 출시될지도 몰라요.
하지만 가장 신상인 앤트맨 슈트는 출시되려면 시간이 좀 많이 걸릴꺼 같아요~
▲출처 <앤트맨과 와스프> 스틸컷 (출처 : NAVER 영화)
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