기본 콘텐츠로 건너뛰기

재활용이 가능한 단일 소재 러닝화


 (A sample sole made as part of the ZiProMat project, composed entirely of sheets of copolyester elastomer arranged in ribs and ridgesFraunhofer CPM)

​

운동화 제조사들은 지난 수십 년 간 더 가볍고 달리기 효율이 우수한 러닝화를 개발하기 위해 많은 노력을 기울였습니다. 그 결과 폼, 직물, 플라스틱을 복합적으로 조합하여 더 가볍고, 더 빠르며, 에너지 효율이 높은 신발이 나왔지만, 대신 수명은 짧아졌습니다.

​

일반적인 러닝화의 수명은 최대 800km에 불과합니다. 물론 신발 자체는 신을 수 있지만, 밑창이 달아서 이전 같은 달리기 성능이 나오지 않기 때문에 새로운 신발을 구매하도록 유인하는 것입니다. 하지만 그 결과 재활용이 쉽지 않은 폐신발 쓰레기가 대량으로 발생하고 있습니다.

러닝화가 재활용이 어려운 문제점 중 하나는 다양한 소재로 만들어진다는 점입니다. 신발 외피는 일반적으로 직물로 만들어지고, 밑창은 부드럽고 탄력 있는 폼과 단단한 고무가 결합되며, 일부 부품은 플라스틱으로 제작되는 경우가 많습니다. 이러한 디자인은 고성능 신발을 만드는 데 도움이 되지만, 이를 일일이 분해해서 재활용하긴 힘듭니다.

그래서 일부 대형 브랜드는 낡은 신발을 수거하여 고무와 폼 입자로 분쇄하는 특별 프로그램을 개발했습니다. 이러한 재료는 놀이터나 육상 트랙 건설에 사용될 수 있지만, 새 신발의 원료로 사용되지 않기 때문에 진정한 재활용이라기보다는 다운사이클링에 가깝습니다.

​

독일 프라운호퍼 (Fraunhofer) 연구소의 과학자들은 서로 다른 기능을 하는 신발의 여러 부분을 한 가지 물질로 만드는 연구를 진행했습니다. 운동화용 프로그래밍 가능한 단일 소재 (programmable monomaterial) 개발에 초점을 맞춘 ZiProMat 프로젝트가 그것입니다.

​

현대 러닝화는 쿠셔닝과 에너지 효율성에 중점을 둡니다. 이상적으로는 뒤꿈치는 부드럽고 충격을 흡수해야 하며, 중창은 보행 시 부드러운 전환을 제공해야 하고, 앞발은 효율적인 추진력을 위해 단단해야 합니다. 연구팀은 이러한 복합적인 조합을 열가소성 코폴리에스터 엘라스토머 (thermoplastic copolyester elastomer) 라는 단 하나의 소재로 구현했습니다.

​

여기에서 가장 어려운 부분은 밑창입니다. 연구팀은 코폴리에스터 시트를 가열하여 금형에 넣어 열성형할 때 리본베드 (ribbed) 구조와 능선을 이용하여 각 층의 특정 부위는 부드럽게, 다른 부위는 단단하게 만들었습니다. 이렇게 각 층을 개별적으로 성형한 후, 이들을 쌓아 올려 완전한 신발 밑창을 만든 것입니다.

​

이 프로젝트는 이미 이론 단계를 넘어섰습니다. 프라운호퍼 연구소는 푸마와 협력하여 단일 소재 운동화의 실현 가능성을 테스트했습니다. 테스트 결과, 이 개념이 실제 시제품 및 신발 생산에서 효과적이라는 것이 입증되었습니다.

​

물론 대량 생산에 이르기까지는 많은 과정이 남아 있으며 경제성과 성능, 그리고 소비자의 선택까지 많은 고비를 넘어야합니다. 단일 물질 복합 소재의 꿈이 현실이 될 수 있을지, 그리고 순환경제가 가능한 러닝화가 나올 수 있을지 주목됩니다.

​

​

참고

​

​

https://newatlas.com/materials/monomaterial-running-shoes-fully-recyclable/

​

라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기