존스홉킨스대학교 연구팀이 가볍고 유연하면서 탄성을 가진 ‘액정 엘라스토머(LCE)’를 활용해 만들었다. 강한 충격을 견디면서도 모양이 원래대로 돌아와 재사용할 수 있는 충격 흡수 소재다.

이 소재로 헬멧, 방탄복 같은 보호장비나 자동차 범퍼 등을 만들면 사람을 더 안전하게 보호하면서도 여러 번 쓸 수 있을 전망이다.

연구팀은 양쪽 지지대 사이에 LCE로 만든 얇은 장치를 비스듬히 끼웠다. 지지대가 충격을 받으면 LCE장치가 구부러지면서 충격을 흡수한다.

약 7kg의 충격 장치가 시속 35km 속도로 지지대에 부딪히는 실험에서 LCE장치는 충격을 안전하게 흡수했다. 실험 장비의 한계로 35km 속도에서 실험을 마쳤지만 연구팀은 더 세게 부딪혀도 충격을 흡수할 수 있을 것으로 보고 있다.

지지대가 여러 층으로 쌓이면 더 큰 충격도 쉽게 흡수할 수 있다. 4층으로 구성된 소재는 1층짜리 소재보다 에너지 흡수 밀도가 2배 더 높았다. 맨 위층부터 LCE장치가 차례대로 구부러지면서 에너지를 분산시키기 때문이다.

LCE장치는 구부러진 다음 모양이 다시 원래대로 돌아와 재사용도 할 수 있다. 일반 보호장비에 쓰이는 재료는 세게 부딪히면 소재가 망가지거나 모양이 변해 재사용할 수 없었다.

강성훈 존스홉킨스대학교 기계공학과 조교수는 “이 소재는 광범위한 충격으로부터 더 많은 보호 기능을 제공한다”며 “더 가볍게 만들어 보호장비를 만들면 사람들이 편하게 착용할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구팀은 현재 헬멧을 만드는 회사와 함께 차세대 군용 헬멧과 운동선수를 위한 헬멧을 개발하고 있다.

영상출처🎬: JOHNS HOPKINS UNIVERSITY