[ET] “나도 스파이더맨”…입으면 힘 세지는 ‘근육옷감’

■ 프로그램명 : 통합뉴스룸ET
■ 코너명 : ET WHY?
■ 방송시간 : 4월15일(목) 17:50~18:25 KBS2
■ 출연자 : 박철훈 한국기계연구원 책임연구원
■ <통합뉴스룸ET> 홈페이지
http://news.kbs.co.kr/vod/program.do?bcd=0076&ref=pMenu#2021.4.15

[앵커]
핵심 이슈의 궁금증 풀어보는 ET WHY 시작합니다. 평범한 고등학생이 스파이더맨으로 옷으로 갈아입습니다.

[출처: 유튜브 'sonypictureskr']
슈트 없인 아무것도 못해요.

[앵커]
곧바로 괴력을 발휘합니다. 적의 공격으로 두 동강 날 뻔한 선박 한 척을 두 팔로 제압하는데요. 국내 연구진이 이 영화 속 이야기를 현실로 만들었습니다. 입으면 힘이 나는, 이른바 근육옷감이란 건데요. 기술 개발에 참여한 박철훈 한국기계연구원 책임연구원과 이야기 나눠보겠습니다. 연구원님 안녕하세요?

[답변]
안녕하십니까?

[앵커]
들으셨는지 모르겠습니다만 저희가 이거를 천하장사 옷감이라고 작명해봤는데 어떠세요? 괜찮나요?

[답변]
저희 근육옷감의 미래적인 이름으로 아주 좋은 작명인 것 같습니다.

[앵커]
근육옷감이라는 게 도대체 어떻게 생긴 옷감인가요?

[답변]
보시면 형상기억합금을 매우 가는 스프링 실로 만들어서 옷감 짜듯이 직조해서 만든 옷감입니다. 굉장히 부드럽고 유연합니다.

[앵커]
방금 형상기억합금으로 만들었다. 그러니까 금속으로 만들어진 옷감이란 얘기인가요?

[답변]
맞습니다. 형상기억합금은 만약 이렇게 와이어를 스프링 모양으로 만들었으면, 고온에서 열처리를 하면 자기가 스프링으로 기억되게 됩니다. 모양을 기억하는 겁니다. 그래서 그 이후 만약에 이렇게 모양을 변화시킨 후, 늘려서 변화를 시킨 후 40도 정도의 온도 변화를 주면 다시 원래 모양으로 되돌아갑니다. 그래서 자기 모양을 기억하는 합금이라고 해서 형상기억합금입니다.

[앵커]
그렇게 다시 자기 모양으로 돌아가는 그 원리가 힘을 내는 것과 어떤 연관이 있는 건가요?

[답변]
제가 보여드리겠습니다. 지금 여기에 0.3g의 근육옷감을 붙여놨는데요. 보시면 500g 추를 들어 올리고 있습니다.

[앵커]
0.3g의 옷감이 500g 추를 들어 올린다. 거의 1,500배의 힘을 내는 거네요?

[답변]
네, 맞습니다.

[앵커]
그게 어떤 원리로 가능한 거죠?

[답변]
온도가 전기를 흘려주면 형상기억합금 온도가 올라가는데, 그때 올라가면서 원래 모양으로 되돌아가려는 수축하는 힘 때문에 우리 몸에 붙어 있는 근육처럼 수축하게 됩니다.

[앵커]
우리가 물건을 들어 올릴 때 근육의 수축과 이완 작용을 활용하듯이 이 금속이 그 역할을 한다는 그런 뜻이네요?

[답변]
네, 맞습니다.

[앵커]
그러면 이거를 옷감으로 만들려면 상당히 얇은 실처럼 모양을 만들어야 할 텐데 그게 가능합니까?

[답변]
제가 아까 보여드렸던 거는 직경이 500㎛(마이크로미터)로 만든 스프링이었습니다. 두꺼워서 딱딱하고 옷감을 만들기 어렵지만, 머리카락 직경이 100㎛인데요. 저희가 그것의 절반보다도 가는 40㎛ 형상기억합금을 이렇게 스프링 실 모양으로 만들어서, 굉장히 부드러워집니다. 이걸 가지고 옷감 짜듯이 직조해서 만들었습니다.

[앵커]
그러니까 머리카락 굵기의 절반도 안 되는 그런 얇은 실로 옷감을 만든다는 말씀이시잖아요?

[답변]
예, 맞습니다.

[앵커]
사실 이게 실이 아니죠, 금속으로 만든 거니까.

[답변]
스프링 모양의 실입니다.

[앵커]
그거를 옷감으로 만드는 그 제작 과정도 궁금하네요.

[답변]
옷감을 짜는 것은 우리 기존 공장에서 방직 기계로 짜면 되는데 저희가 랩에서, 연구실에서 짜기 위해서 베틀과 동일한 형태의 소형 베틀을 구입해서 일반실을 날실로 놓고 형상기억합금 스프링 실로 씨실로 반복적으로 왔다 갔다 하면서 실을 면으로 만드는, 천으로 만들었습니다.

[앵커]
씨줄과 날줄을 서로 직조해서 옷감을 만든다?

[답변]
그렇습니다. 엇갈리듯 짜서 직조했습니다.

[앵커]
저렇게 베틀은 거의 난생처음 만져보시는 거 아니세요?

[답변]
맞습니다. 제가 저걸 연습하기 위해서 집에서 한 대여섯 시간 열심히 앉아서 연습했더니 제 아들이 직업을 바꿨냐고 질문하고 그랬습니다.

[앵커]
실제 저거를 옷으로 만들면 어떤 형태가 되는 거예요? 재킷으로 입는 건지, 바지로 입는 건지.

[답변]
저희가 형상기억합금을 하나당 10kg를 들 수 있는 옷감 근육으로 만들어서 일반적으로 입는 바지에 이렇게 지퍼로 뗐다 붙였다 하도록 만들어봤습니다.

[앵커]
이 근육옷감을 붙이는 거군요.

[답변]
예, 맞습니다. 평소에는 바지만 입고 다니다가 필요하실 때 붙여서 사용하시면 됩니다.

[앵커]
바지라 제가 직접 여기서 입어볼 수는 없을 거고, 그래서 저희가 동료 연구원 한 분을 모델로 모셨는데 잠시 뵙도록 하죠. 연구원님, 어서 오십시오. 그동안 실험하면서 모델 역할을 많이 하셨겠어요.

[답변2]
네, 자주 입고 다녔습니다.

[앵커]
약간 군복 같은 느낌도 나는데, 입고 나면 착용감이 어때요? 불편하지 않으세요?

[답변2]
평상시 제가 입고 다니는 청바지 정도의 무게로 느껴지고요. 착용감도 비슷합니다.

[앵커]
실제로 입으면 다리에 힘이 생기는 게 느껴집니까?

[답변2]
평상시에는 앉았다가 일어나는 동작에서 앞에 있는 근육을 많이 썼었는데.

[앵커]
스쿼트 동작 말씀하시는 거죠?

[답변2]
네, 맞습니다.

[답변]
저희가 한번 보여드리도록 하겠습니다. 스쿼트 동작을 하면 이렇게 앉았다가 일어나면서 앞쪽에 있는, 이 허벅지 앞쪽에 있는 대퇴사두근을 수축하면서 일어나게 됩니다. 실제 이 만큼 늘어나 있는 옷감 근육이 누르면.

[앵커]
뭘 누르신 거예요, 지금?

[답변]
지금 스위치를 가지고 전기를 한번 줘봤습니다.

[앵커]
아, 열을 받아야 금속이 수축하니까?

[답변]
그렇습니다. 뒤쪽에 있는 배터리에서 전기를 흘려줘서 열이 발생하면 수축해서 대퇴사두근의 수축을 도와줘서 일어나는 힘을 도와주게 됩니다.

[앵커]
눈으로는 확인했는데 이게 수치로도 증명됩니까?

[답변]
저희가 실험을 했습니다.

[앵커]
그래프 보면서 잠깐 설명을 좀 들어볼까요? 근육옷감을 착용하기 전입니다. 저 그래프 모양이 어떤 걸 의미하는 거죠?

[답변]
저희가 근육에서 발생하는, 힘을 줄 때 발생하는 근전도 신호를 측정했는데요.

[앵커]
지금 바로 저 순간이죠? 높아지는 순간.

[답변]
네, 맞습니다. 착용 전에는, 힘을 줄 때 진폭이 커지는 걸 볼 수 있습니다. 진폭이 클수록 근육에 큰 힘이 들어간다는 것을 뜻하는데요.

[앵커]
힘이 많이 들어간다. 자, 그런데 옷감을 입고 나면 어떻게 바뀌나요?

[답변]
착용 후에는 똑같은 질량을 들어 올릴 때도 보시다시피 아까보다 신호의 폭이 많이 줄어든 것으로 보실 수 있습니다.

[앵커]
진폭이 거의 한 절반 정도 줄어든 것 같은데요?

[답변]
약 50% 정도 감소 효과를 보실 수가 있고요. 그래서 그만큼 힘을 덜 쓰셔도 똑같은 무게를 들어 올릴 수 있는 거죠.

[앵커]
방금 다리 동작으로 보여주셨지만, 그러면 저거 입으면 달리기할 때도 더 빨리 달릴 수 있는 겁니까?

[답변]
네, 맞습니다. 현재의 수준은 달리기까지 보좌할 수 있는 수준은 아니지만, 저희가 연구를 계속해서 형상기억합금 실을 점점 더 가늘게 해서 한 10㎛ 수준으로 만든다면 달리기까지도 보좌할 수 있습니다.

[앵커]
또, 무거운 짐을 드는 데 도움이 된다면 근로 환경 같은 데도 적용할 수 있을 것 같아요.

[답변]
맞습니다. 근로 환경에 도움을 드리는 건 현재 수준으로도 적용이 가능한데요. 택배 근로자나 물류 근로자, 건설 근로자나 간병 근로자분들처럼 무거운 작업을 내렸다 놨다를 반복적으로 하시는 작업에 도움을 드려서 근골격계 질환을 예방시켜드릴 수 있습니다.

[앵커]
이런 거 언제쯤 일상복처럼 입고 활동할 수 있을까요?

[답변]
저희가 연구소에서 기술을 개발한 상태이기 때문에 관심 있는 기업에 기술 이전을 하면 2~3년 후면 시중에서 볼 수 있을 것 같습니다.

[앵커]
2~3년 후요? 중요한 건 가격일 텐데 얼마 정도 예상하세요?

[답변]
저희가 연구소에서 만든 수준은 약 30만 원 정도 수준인데요. 만약 기업에서 양산하면 10~15만 원 정도 수준까지 떨어질 수 있을 것 같습니다.

[앵커]
그러면 실제로 의류 제조하는 업체에 기술을 이전하실 계획이신 건가요?

[답변]
그렇게 해야지만 시중에서 많은 분이 만나볼 수 있습니다.

[앵커]
이 근육옷감이라는 게 어떻게 보면 상상의 영역이었을 텐데 그거를 현실로 갖고 오게 된 계기 같은 게 있었어요?

[답변]
저희 어머니께서, 연세가 드시면서 근육도 좀 줄어들고 작아지시면서, 빨리 만들어서 저희 어머니를 입혀드려야겠다는 생각에 개발하게 됐습니다.

[앵커]
오늘 TV를 어머니가 보고 계실 텐데 하고 싶은 말씀 마지막으로 하고 마무리할까요?

[답변]
어머니, 오래 사시고요. 건강하시고요. 사랑합니다.

[앵커]
아무튼 어머니뿐만 아니라 나이 드신 많은 분이 저거 입고 한번 힘내서 걸어봐야지, 달려봐야지, 이런 생각도 하실 것 같아요. 오늘 말씀 고맙습니다. 지금까지 ET WHY, 한국기계연구원 박철훈 연구원과 함께했습니다. 말씀 잘 들었습니다.

[답변]
감사합니다.