[효성의 영화 속 과학이야기(3)] '인크레더블' 속의 놀라운 섬유 과학을 밝히다!

완벽한 몸매의 선남선녀 슈퍼히어로들이 등장하는 여타의 슈퍼히어로 영화들과는 달리, 인크레더블엔 배가 잔뜩 나온 미스터 인크레더블과 전업주부인 엘라스티 걸, 그리고 아직 ‘덜 자란’ 그들의 자녀들이 주인공입니다.

미스터 인크레더블이 엄청난 근육덩어리라는 것을 제외하면, 한마디로 이들 가족은 ‘외견상 평범’이죠! 겉보기 만으론 그리 대단할 것 없는 이들... 그러나 사실은 엄청나게 대단한 가족입니다.

미스터 인크레더블은 자기 몸의 수십 배는 되어 보이는 로봇과 힘싸움을 벌일 정도의 괴력을 가지고 있습니다. 그의 아내인 엘라스티 걸은 어떠한가? 온몸을 고무처럼 자유자재로 늘이는데요, 하지만 그 뿐이 아닙니다. 자신의 몸을 투명하게 만들고 방어막까지 만들 수 있는 딸 바이올렛과 CCTV에 잡히지도 않을 정도로 몸을 빠르게 움직이는 아들 대쉬의 초능력 역시 대~단합니다. 이들은 이 대단한 초능력으로 악당 신드룸 일당을 소탕합니다.

한 마디로 대단한 가족입니다. 그러나 대단한 것은 이들의 초능력만이 아니었으니... 이들이 입고 있는 빠~알간 유니폼 또한 대단한데요, 이들의 유니폼! 놀랍게도 다음과 같은 기능들이 부여되어 있다 . 엘 라스티 걸 의 유니폼은 그녀의 초능력에 최적화 되어 있다. 자유자재로 늘어나는 그녀의 몸처럼 그녀의 유니폼도 자유자재로 늘어난다. 대쉬의 옷은 엄청난 마찰에도 견딜 수 있으며, 막내 아들 잭의 옷은 웬만한 총격은 모두 막아 내고 섭씨 1000도의 고온에도 견딜 수 있다.

굳이 이런 유니폼을 입지 않아도, 별 탈없이 악당들을 소탕할 수 있을 것만 같은 초능력 가족...
어쨌든 이렇게 대단한 유니폼을 입고 활약합니다.
그런데 궁금한 점이 있죠? 과연 일개 ‘옷’이 이렇게들 대단할 수 있는 것일까요? 옷은 그저 옷일 뿐인데 말입니다.

먼저 엄청나게 늘어나는 엘라스티 걸의 옷부터 살펴보도록 할까요? 사실, 어느 정도 늘어났다가 원상태로 복원되는 옷은 지금도 흔히 볼 수 있습니다. 소위 쫄티가 그렇고, 수영복이 그렇습니다. 스타킹과 속옷 역시 어느 정도는 늘어나는데요, 그러면 이렇게 옷이 늘어날 수 있는 까닭은?

너무 간단합니다. 옷의 소재로 신축성과 탄력성이 우수한 섬유를 사용했기 때문입니다.
쭉쭉 늘어나는 옷을 가능케 한 대표적인 섬유로는 스판덱스(우리가 흔히 ‘스판’이라고 부르는 것이 바로 이 스판덱스를 의미한다.)를 들 수 있는데요, 스판덱스는 현재 개발되어 있는 섬유 중 가장 잘 늘어나며 뛰어난 탄성회복률을 가지고 있는 섬유로 ‘고무가 아니면서 고무 같은 기적의 섬유’라는 닉네임을 가지고 있습니다.  이 신비로운 섬유는 ‘듀폰사’에 의해 산업화 생산이 가속화되었으며, 한국에서 는 1992년 효성 이 국내최 초로 스판덱스 제조기술을 자체 기술력만으로 개발하여 세계 섬유산업계의 주목을 받은 바 있습니다.

그렇다면, 이 스판덱스를 이용하여 엘라스티 걸의 유니폼 같은 옷을 만들 수 있을까요?
안타깝게도.... 만들 수 없습니다. 스판덱스는 일반적으로 원형의 5배정도는 신축이 자유롭고, 늘인 후에도 90% 정도로 원형을 회복하는 뛰어난 신축성과 탄성을 가지고 있습니다. 그러나 그 이상 늘이면? 물론 늘이는 정도에 따라 회복률의 차이는 있지만, 말 그대로 ‘늘어나 버려’ 원상태를 100% 회복할 수 없게 됩니다. 아쉽게도 현재 개발되어 있는 ‘가장 잘 늘어나는 섬유’로도 엘라스티 걸의 유니폼 같은 무한한 신축성을 지닌 옷은 만들 수 없다는 것이 결론입니다.

하지만 너무 아쉬워하지만은 마세요. 원상태의 5배나 늘어나는 섬유가 있답니다. 몸을 5배 정도만(?) 늘일 수 있는 초능력을 가진 슈퍼히어로의 유니폼이라면 현재의 섬유기술로도 충.분.히. 만들 수 있습니다. 신장이 5m나 되는 헐크로 변신할 때마다 옷이 찢어져 상반신 누드 상태로 다녀야 하는 배너박사...... 그가 원한다면 그의 변신을 넉넉히 감당할 수 있는 옷을 만들 수 있습니다. 바로 스판덱스로!!

자... 그럼 불에 강하고, 충격에 강한 유니폼은 어떨까요? 막내 아기 잭의 유니폼처럼 섭씨 1000도의 열에도 견디며 총격을 완벽히 막아 내는 옷은 만들 수 있을까요? ‘고온과 충격에 강한 옷’이라면 이미 상용화되어 있습니다.

경찰과 군인들이 착용하는 방탄복이 바로 그것인데요. 방탄복의 소재로 사용되는 대표적인 섬유로는 아라미드 섬유를 들 수 있는데, 이 섬유는‘강철보다 강한 섬유’라는 닉네임을 가지고 있으며 실제로 같은 굵기의 강철보다 5배나 강도가 높습니다.
 
아라미드 섬유는 엄청난 강도 외에도 500℃에서도 타지 않는 내열성과 화학약품에 대한 강한 내성을 가지고 있어 방탄복의 소재뿐 아니라 고성능 타이어, 광케이블 보강재 등 다양한 산업분야에 활용되고 있습니다. 그러나 아라미드 섬유는 섭씨 1000도의 고열에는 견디지 못합니다.

그렇다면 다른 소재는 어떨까요? 잭의 유니폼처럼 얇게 만드는 것은 어렵겠지만, 엄청난 고온에도 견디는 무지막지한 옷을 지금도 만들 수 있습니다. 탄소섬유를 이용한다면 가능한데요, 놀랍게도 탄소섬유는 섭씨 1000도 가까운 고온에도 산화되지 않고 견딜 수 있는 성질을 가지고 있습니다. 애니메이션에서 그려진 것처럼 엄청난 화염 속에서도 아무런 손상 없이 형태를 유지하는 것은 무리겠지만, 탄소섬유를 소재로 만든 옷은 어지간한 화염에는 크게 손상되지 않습니다.

 자 ~ 애니메이션 인크레 더블에 등장하는 대~단한 유니 폼들과 고기능성 섬유에 대해 살펴보았습니다. 비록 ‘애니메이션’ 속의 유니폼들을 그대로 구현할 수 있는 정도는 아니지만, 위에 언급한 것처럼 섬유기술은 놀라운 수준으로 발전했죠. 이미 섬유는 고무도 아니면서 고무보다 잘 늘어나는 기능을 가지고 있으며, 금속도 아니면서 강철보다 5배나 높은 강도를 가질 수 있게 되었습니다. 가까운 미래에, 인크레더블에 등장하는 초능력 가족들의 유니폼보다도 뛰어난 기능을 지닌 섬유들이 개발될 수 있기를 기대해도 될 것입니다^^

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