러닝화 속에 숨은 충격흡수 메커니즘

 

[스포츠 과학] 러닝화 속에 숨은 충격흡수 메커니즘 
 

달릴때 발ㆍ무릎에 체중의 3배 충격 전달돼
최첨단 소재ㆍ시스템 공학 활용해 완충효과

<매일경제>

"얼마 안 있으면 고등학교 3학년이 되는데 체력이 있어야지 공부도 잘하지. 그래, 아침마다 달리기를 좀 해볼까."  

고등학교 1학년인 김민중 군은 더운 여름과 힘든 공부를 대비해 체력을 기르기로 마음 먹었다. 그래서 가장 먼저 달려간 곳이 러닝화 매장. 그런데 김군은 각 메이커의 운동화에 대해 설명을 들은 후 놀라움을 금치 못했다. 그저 스쳐 지나가듯 들었던 러닝화 광고 속 에어, 샤크, 아디프렌 등의 기술이 첨단 과학의 집합체라는 것을 알았기 때문이다.

과연 러닝화 속에는 어떤 과학이 숨어 있을까. 러닝화 속 첨단 기술은 '충격완화'와 '쾌적성'에 집중돼 있다. 이러한 기술은 그저 아이디어에서 나온 것이 아니다.

미국항공우주국(NASA)에서 만들어 낸 우주항공 기술을 갖고 오는가 하면 시속 300㎞를 넘나드는 자동차 레이싱 기술에서 응용해 만들어지기도 한다.

최근에는 인체공학, 운동역학, 구조, 시스템공학 등 영역을 정하지 않고 다양한 과학기술을 적용한 첨단 소재의 러닝화들이 만들어지고 있다.

몸무게가 70㎏인 성인이 하루 1만보를 걷는다고 할 때 신체에 전달돼 누적되는 충격의 합은 무려 1000t에 이른다. 달릴 때는 이보다 더하다. 달리는 순간 발과 신발은 몸무게 3배의 하중을 받는다고 하니 70㎏인 사람은 한번에 270㎏의 하중이 발과 무릎을 거쳐 신체 곳곳에 전달된다. 2시간 넘게 42.195㎞를 뛰어야 하는 마라톤 선수들에게 신체에 전달돼 누적되는 충격의 합을 계산해 보면 무려 6000~7000ｔ에 이른다.

이 때문에 신발 전쟁은 충격흡수용 첨단 소재개발 전쟁이라고도 불린다.

아디다스는 아디프렌(adiPRENE)이라는 압축 스펀지를 사용한 고밀도 충격흡수 소재를 만들어 냈고 이어 에이큐브 스트럭처라고 불리는 새로운 쿠셔닝 기술도 적용했다.

이보다 더 획기적인 '충격흡수' 기술은 바로 그라운드 컨트롤 시스템(GCS)이다. 이 기술은 바로 수직ㆍ수평 쿠셔닝 기술을 가진 자동차의 완충장치에서 아이디어를 얻었다.

쿠셔닝 하면 빼놓을 수 없는 것이 바로 나이키의 에어(Air)와 샥스 기술이다.

에어 쿠셔닝은 신발에 공기를 집어넣으면 충격완화에 효과가 있을 것이라고 생각한 NASA 연구원의 아이디어에서 시작됐다.우레탄 주머니에 대용량 압축가스를 담아 놓았으니 부피는 늘어도 무게는 더 가벼운 러닝화를 만들어 낼 수 있었다.

그렇다면 '스프링을 단 신발'이라는 나이키 샥스는 어떤 기술을 집어넣었을까. 바로 경주용 자동차의 부품에서 아이디어를 찾았다. 고속으로 질주하고 급제동을 많이 하는 경주용 자동차의 특성상 충격완화와 에너지 복원은 가장 중요한 기술이다.

샥스는 바로 이 자동차에 쓰이는 고성능 우레탄 기술을 사용해 긴 시간의 트레이닝과 경쾌한 조깅에 적합한 특수 장치로 대혁신을 이뤄냈다.

충격흡수 과학뿐만 아니다. 신발 디자인, 즉 구조과학 역시 무시할 수 없는 부분이다.

신발 중창(미드솔)에 터널 구조의 충격흡수 구조를 적용해 충격을 흡수할 수 있는 공간을 확보하고 편중된 하중을 고르게 분산시키는 역할을 하도록 만들기도 한다. 가볍고 충격이 작은 신발이라도 땀을 잘 배출하지 못한다면 결코 오랫동안 운동할 수 없다.

우리가 느끼지는 못하지만 하루 1만보가량 걷는 성인의 발에서는 평균 물 반 잔(100㎖)가량의 땀이 발생한다. 단순히 물 반 잔은 적은 양이지만 만약 신발 안에 부어넣고 그대로 양말과 신발에 흡수된 채로 남아 있다면 불쾌감을 느낄 수 있고 또 다른 심각한 문제도 만들어 낼 수 있다.

특히 지난해 베이징올림픽을 앞두고 첨단 '통풍' 기술이 적용됐는데 바로 습기가 많고 더운 베이징 날씨를 이겨내기 위해서다.

아디다스는 완벽한 통풍을 위해 '360도 공기순환'이란 기술을 적용했다.

시원한 바람이 끊임없이 신발 속으로 유입돼 땀을 증발시키고, 신발 내부 온도를 낮추는 클라이마쿨 통풍시스템이 적용된 것. 이후 최근 러닝화들은 메시(그물망) 소재를 적용해 무게와 통풍을 동시에 잡기 위해 새로운 '섬유과학'을 적용하고 있다.

이뿐이 아니다. 러닝화 안에는 최적의 착용감을 위해 모든 부위를 바느질 없이 가공하는 초음파 용접기술이나 성장판 자극 기술 등도 숨어 있다.