2014 소치 동계올림픽이 “Hot, Cool, Yours”라는 슬로건 아래 8일 새벽 1시(한국시간)에 화려한 막을 열었다. 장장 17일 간의 긴 여정을 시작한 소치 동계올림픽은 역대 최대 규모라는 찬사에 걸맞게 총 88개국 4,500여 명의 각국 선수단이 참가했다.
이번 소치 올림픽에도 올림픽 특수를 노리는 글로벌 스포츠메이커들의 마케팅 공세가 뜨거운 가운데 화려하고, 컬러풀한 색채에 타이트한 유니폼으로 자신들의 바디라인을 멋지게 장식한 선수들의 금메달을 향한 질주가 시작부터 팬들의 가슴을 설레게 하고 있다.
유니폼 못지않게 경기도구 역시 동계올림픽의 또 하나의 관심거리다. 기록경기가 주류를 이루는 동계스포츠의 특성상, 0.01초 만에 승부가 갈리는 것이 일반적이다. 전문가들은 “선수들이 제조하는 신기록의 이면에는 과학의 힘이 크게 작용한다”고 말한다.
이를 위해 스케이트, 스키, 보드 등 동계스포츠를 구성하는 경기도구에는 최첨단 과학이 응용된 탄소섬유 등의 재료들이 활용되고 있다. 탄소섬유는 유연하고 가벼운 특성을 지니고 있어 선수들의 질주 본능을 살리면서도 곡선 구간 등에서 걸리는 강한 관성력을 잘 흡수해 선수와 장비 보호에 안성맞춤인 것으로 알려져 있다.


살아 숨 쉬는 피부 같은 경기복


빙상의 탄환이라 불리는 스피드 스케이팅은 겨울스포츠의 마니아들을 매혹시키는 최고의 동계올림픽 경기다. 결승점을 향해 총알처럼 질주하는 선수들의 역동적이고 힘찬 몸동작은 보는 이로 하여금 에너지와 속도감을 동시에 느끼게 한다.
평소에 엄청난 웨이트 트레이닝과 산악구보, 자세 연습 그리고 빙판 위에서의 피나는 훈련을 소화해낸 선수들은 0.001초의 기록 단축을 위해 온 몸의 에너지를 뽑아낸다. 여기서 엄청난 탄력과 마찰력이 상호작용해 총알 같은 속도를 만들어내는 것.
그러나 이것이 스피드의 전부는 아니다. 동계 또는 하계대회의 스피드 종목 선수들이 시간 단축을 위해 해결해야 할 지상과제가 바로 저항력이다. 물 또는 공기의 저항은 속도를 떨어뜨리기 때문이다. 이런 문제는 선수들의 노력과는 별개의 어려움으로 작용한다.
이 저항력 극복에 이용되는 것이 바로 첨단 기능성 소재. 일례로, 강한 스트로크로 물살을 가르며 결승점을 향해 역영을 펼치는 수영 선수는 물의 강한 저항에 직면한다. 전문가들은 “수영을 하게 되면 뒤로 흐르는 물이 피부에서 ‘빙글빙글’ 맴도는 와류현상을 일으킨다”고 말한다. 이는 마찰저항의 일종으로 앞으로 나아가는 선수의 몸을 잡아당겨 기록 단축을 가로막는다.
그래서 개발된 것이 바로 상어의 표피를 응용해 만든 비늘 수영복이다. 이 첨단 소재는 표면에 미세돌기를 만들어서 와류를 일으키지 못하게 하는 것으로 알려졌다. 그리고 이는 빙상경기 복에도 그대로 적용된다.
스피드 스케이터들 역시 공기의 와류 현상에 의한 마찰저항으로 기록단축에 애를 먹는데 미세돌기 경기복은 표면에 골프공과 같은 홈이 파여 있다. 이 홈은 선수가 나아갈 때 몸을 스치는 공기를 분산시켜 뒤쪽에 생기는 소용돌이를 막아준다.
아울러 사람 피부처럼 살아 숨 쉬는 첨단 소재 고어텍스(Goretex)의 경우, 방수·투습성이 특히 뛰어난 것으로 알려졌다. 이는 기존의 고무 코팅 대신 불소수지막 e-PTFE를 얇게 붙여 외부로부터 수분흡수는 차단하고, 몸에서 발생한 땀은 밖으로 쉽게 내보내는 피부 기능을 갖는다.
고어텍스 소재에 쓰이는 e-PTFE는 1평방 인치당 90억 개 이상의 미세한 기공으로 방울 입자보다는 5천배 이상 작고 수증기 분자보다는 700배 이상 크므로 짧은 시간에 온 몸의 힘을 발산해야 하는 선수들의 경기복에 적합하다.
신기록의 이면에 탄소섬유가 있다


0.001초에 메달 주인이 바뀌는 초박빙의 기록경기는 동계스포츠의 백미다. 선수들은 출발점을 떠나면 절대로 스피드를 줄일 수 없다. 그것이 곡선구간이라고 해서 예외가 없다.
그러나 곡선 구간은 질주 본능에 사로잡힌 선수들에게 큰 장애물로 작용한다. 예를 들면, 육중한 철제 썰매를 타고 1,450m의 높이에서 굉음을 내며 은백색의 길고 좁은 트랙을 인간탄환처럼 질주하며 내려오는 봅슬레이의 아슬아슬한 승부처는 바로 곡선 구간이기 때문이다.
따라서 최고 시속 125㎞에 도달한 봅슬레이는 간간이 도사리고 있는 곡선 구간에서도 결코 속도를 줄이지 않는다. 이때 선수들은 구심력과 중력으로 이뤄진 강한 관성력(G-force)을 받게 된다. 전문가들은 “봅슬레이 경기에서 130km로 달려 내려오는 선수들이 곡선 구간에서 받는 관성력은 최대 4G로 이는 선수 몸무게의 4배의 힘으로 신체와 장비를 누르는 것과 같다”고 설명한다.
봅슬레이뿐만 아니라 스켈레톤, 루지, 스키, 스피드 스케이팅, 쇼트트랙 등의 동계스포츠는 속도감 있는 코너웍을 중시하는데 전문가들은 “초보자의 경우, 굉장한 속도감과 두려움 그리고 관성력에 의해 정신을 잃을 수도 있다”고 경고한다.
이외에도 얼음과 설상위에서 스텝, 스핀, 점프 등을 연기하는 동계 종목들에는 선수뿐 아니라 장비에 강한 충격, 마찰 등에 노출된다. 이를 위해 관성력을 흡수하고, 마찰과 충격에 견디며 기록 단축을 위해 가볍고 유연한 소재가 장비에 활용되고 있다.
그 대표 주자가 바로 탄소섬유다. 전문가들은 “유기섬유를 질소기류 속에서 700~1,800℃로 가열해서 만드는 탄소섬유는 탄화해서 결정화되는 특성으로 가볍고, 유연하고, 튼튼한 성질을 갖는다”고 말한다.
이번 소치 동계올림픽에서도 메달 색깔에 울고 웃을 선수들의 기량 뒤편에서 첨단 경기복과 장비들은 기록단축의 효자 노릇을 할 것으로 보인다.