검에 찔린 걸 어떻게 감지할까? 펜싱복에 숨겨진 과학 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (209)

 
이번 도쿄 올림픽에서 화제가 됐던 종목 중 하나는 펜싱입니다. 모두 5개의 메달을 획득해 명실공히 ‘펜싱 강국’의 이미지를 세계에 알렸는데요. 민첩하게 상대방의 공격을 피하면서 동시에 점수를 취득하는 펜싱 경기는 짜릿함을 자아냅니다.

또 날카로운 검을 사용하기 때문에 선수가 위험하지 않은지 손에 땀을 쥐고 경기를 관람하게 됩니다. 어느 경기이든 경기복과 장비는 선수의 컨디션을 높이고 안전사고로부터 보호하는 역할을 합니다. 펜싱은 특히 선수를 보호하는 마스크와 복장이 매우 중요한 경기인데요. 자칫 잘못하면 검이 보호장비를 뚫어 큰 사고로 이어질 수 있는 탓입니다.

선수들의 안전을 위해, 그리고 정확한 점수 계산을 위해 동원된 것이 바로 첨단 과학기술입니다. 펜싱복에는 과연 어떤 과학기술이 숨겨져 있는지 살펴보겠습니다.

◆총알도 막는 방탄복 소재 ‘케블라’

‘케블라’ 섬유. 출처=clipcarbono.com

 
국제펜싱연맹(FIE)은 경기복에 의무적으로 ‘케블라’ 섬유를 쓰도록 엄격히 지정하고 있습니다.

케블라는 방탄복이나 헬멧에도 이용되는 소재로, 총 1600N(163.3㎏)의 저항 압력을 견딜 수 있도록 제작됩니다.

 
케블라 소재로 만들어진 펜싱복은 날카로운 검으로 찔러도 휘어질 정도이며, 그만큼 단단하게 선수를 보호할 수 있습니다.

검이 약해 자꾸 휘어진다고 여길 수도 있는데, 사실 펜싱복이 강철검보다 더 강한 소재로 만들어진 결과였습니다.

◆절대 뚫리지 않는 강철 마스크

 
펜싱복만큼이나 중요한 것이 바로 마스크입니다. 펜싱 경기용 마스크의 얼굴을 가리는 그물코에 혹시나 날카로운 검이 들어가지 않을까 걱정되지만, 그물코는 지름 기준 구멍 크기가 최대 2.1㎜, 철선 굵기가 최소 1㎜로, 구멍 뚫기 실험에서 허용되는 힘의 두배에도 견딜 수 있도록 제작됩니다.

또한 마스크 목 보호구는 1600N의 저항과 12㎏의 압력을 견딜 수 있도록 만들어집니다. 강도와 탄성뿐만 아니라 부식까지 고려해 만들어진 마스크는 칼날로부터 선수의 머리와 얼굴을 안전하게 보호해줍니다.

◆제트 전투기 소재 ‘마레이징’ 강철

‘마레이징’ 강철. 출처=www.blue-gauntlet.com

 
펜싱복도, 마스크도 절대 뚫지 못하고, 쉽게 휘어지는 걸 보면 펜싱 검이 약한 게 아닐까 하는 의구심이 살짝 들기도 하는데요.

펜싱용 칼은 제트 전투기에도 활용되는 합금 ‘마레이징’ 강철(maraging steel)로 만들어집니다.

마레이징 강철은 탄소 강철보다 강하고 단단한 것이 특징인데요, 500도가 넘는 고온에서도 강도가 유지되어 로켓의 외장재와 제트엔진 부품으로도 사용되고 있습니다.

◆칼끝과 펜싱복에 담긴 첨단과학

출처=research.rhizomatiks.com

 
펜싱 경기를 보면 선수가 공격할 때 순간적으로 전등의 불이 밝혀지면서 점수 획득을 바로 알려주는데요, 그 원리는 바로 압력 센서에 있습니다. 펜싱용 칼끝과 펜싱복에는 무선 압력 센서가 조밀하게 분포돼 있는데, 칼끝이 살짝만 닿아도 작동합니다.

압력 센서는 자극을 전기신호로 바꿔주어 순간의 공격에도 작동해 칼끝이 누르는 즉시 판정용 전등에 불이 켜집니다. 과학을 이용한 정확한 측정으로, 심판의 오심 없이 공정하게 점수를 획득할 수 있는 종목인 셈입니다.

도쿄 올림픽에서 압도적인 경기력과 멋진 팀워크로 국민에게 큰 감동을 선사했던 대한민국 국가대표 펜싱팀! 선수들이 경기에만 오롯이 집중할 수 있도록 첨단기술이 든든하게 뒤를 받쳐주고 있었습니다. 스포츠와 첨단과학의 조합으로 안전하고 공정한 경기는 물론, 선수들의 노력도 빛을 발할 수 있게 되었습니다.

“펜싱 수트는 그냥 옷이 아닙니다, 과학입니다!”

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