전동 킥보드 같은 ‘개인용 이동기기(personal mobility)’가 유행하면서 헬멧 수요량도 자연스럽게 증가하고 있다. 특히 사람의 머리를 보호하는 목적으로만 제작되는 헬멧들과는 달리 최근에 등장하고 있는 헬멧들은 소재부터 기능까지 완전히 차별화된 성능을 갖고 있는 것이 특징이다.
불과 얼마 전까지만 해도 헬멧은 외장 제작과 충격을 완화하기 위한 소재로 플라스틱과 스펀지 정도를 사용했다. 제작 과정도 수작업이나 틀을 제작하여 찍어내는 방식이 대부분이었다. 하지만 최근 개발되고 있는 헬멧들은 3D 프린터로 출력했다거나, 흔히 볼 수 있는 소재를 재활용하여 신개념의 제품으로 탄생하고 있어 주목을 끌고 있다.

탄성 격자로 이루어져 충격 흡수 효과 뛰어나

에펠탑의 구조를 보고 영감을 얻은 미국의 과학자들이 헬멧에 사용할 수 있는 충격 흡수 소재를 개발했다. 이 소재는 충격을 여러 번 흡수해도 완충력이 그대로 유지되는 것으로 알려져 업계의 비상한 관심을 끌고 있다.
3차원의 고분자 구조로 이루어져 있는 이 소재를 개발한 이들은 미 서부지역에서 첨단 기술 연구로 유명한 HRL 연구소와 미 육군연구소(USARL), 그리고 캘리포니아대의 과학자들로 구성된 공동 연구진이다.
이들이 개발한 소재의 모양은 마치 에펠탑과 흡사하다. 끝은 뾰족하고 아래로 내려갈수록 넓어지는 에펠탑의 모양이 끝없이 이어지면서, 중세 시대의 성벽과도 비슷한 구조를 갖추고 있다. 삼각형의 돌기들이 하나의 면을 이루면서 충격을 흡수할 수 있는 완충 구조를 이루고 있는 것이다.
이에 대해 HRL 연구소의 관계자는 “해당 소재는 3D 프린팅 기법 가운데 하나인 라이트 캐스팅(light casting) 공정으로 제조되었다”라고 밝히며 “합성수지에 자외선을 이용하여 미세 구조를 3차원 적으로 만드는 방식으로서 복잡한 미세 구조도 빠르게 만들 수 있다”라고 말했다.
이렇게 출력된 3차원의 고분자 소재는 ‘탄성 격자(elastic microlattice)’ 구조로 이루어져 있다는 것이 HRL 연구소 측의 설명이다. 에펠탑처럼 끝이 뾰족한 첨탑 모양들이 연속적으로 돌기를 이루면서 미세한 격자구조를 형성하는 것이다.
소재의 구조도 색다르지만 더 놀라운 것은 획기적인 성능이다. 시판 중인 헬멧에 사용되는 충격 흡수 물질보다 27%나 충격 에너지를 더 잘 흡수하고, 여러 번 충격이 가해지더라도 충격 흡수력이 그대로 유지되는 것으로 나타났다.
또한 공동 연구진은 해당 소재가 격자 구조로 이루어져 있는 관계로 비어있는 공간이 많아서 열과 땀을 그대로 배출할 수 있기 때문에 헬멧에 가장 최적화된 소재라고 생각하고 있다.
특히 여름철에 헬멧을 착용하면 땀이 그대로 남기 때문에 위생상으로나 느낌상 좋지 않은데, 이 소재를 사용하면 언제나 뽀송뽀송한 느낌의 헬멧을 착용할 수 있다.

재활용 종이로 만들어진 휴대용 헬멧

충격 흡수라는 목적을 위해 개발된 헬멧의 소재가 반드시 첨단 기술이 적용될 필요는 없다. 미국의 여성 발명가인 ‘이시스 쉬퍼(Isis Shiffer)’가 개발한 에코 헬멧(Eco Helmet)은 종이로 만들어져 화제가 되고 있다.
쉬퍼가 에코 헬멧을 개발한 동기는 그녀가 우리나라의 ‘따릉이’ 같은 공공자전거의 열렬한 애호가였기 때문이다. 그녀는 공공자전거 이용자 대다수가 헬멧을 쓰지 않는 것을 보고, 이들의 안전을 지켜줄 목적으로 누구나 간편하게 들고 다닐 수 있는 휴대용 헬멧을 떠올렸다.
쉬퍼는 공공자전거 사용자들이 헬멧을 사용하지 않는 이유를 조사했고, 그 결과 공공 헬멧과 개별 헬멧이 모두 문제가 많다는 점을 깨달았다. 공공 헬멧의 경우는 위생상의 문제가 가장 컸다. 남이 쓰던 헬멧을 다시 착용한다는 점에 대해 거부감이 많았던 것.
반면에 개별 헬멧을 쓰지 않는 이유로는 번거로움과 비용 문제가 컸다. 평상시 자신의 머리만 한 헬멧을 일일이 들고 다닌다는 것이 귀찮게 느껴지고, 만만치 않은 가격이 부담이 된다는 것이었다.
이 같은 개별 헬멧의 문제를 해결하기 위해 그녀는 접을 수 있으면서도 값이 저렴한 종이를 소재로 하여 헬멧을 개발해야겠다고 마음먹었다. 많은 시행착오를 겪었지만, 결국 접을 수 있고 가격이 5달러에 불과한 에코 헬멧을 개발하는데 성공할 수 있었다.
에코 헬멧은 입체 동화책처럼 접었다가 펼칠 수 있도록 제작되었다. 펼치면 완전한 헬멧 모양이 되었다가, 접으면 바나나 크기만 하게 줄어들게 된다. 종이로 만들어졌다고 해서 약할 것으로 생각하면 오산이다. 벌집구조로 이루어져 있어서 예상외의 안전성을 갖고 있다.
한편 외부에서 충격을 받으면 자동차의 에어백처럼 부풀어 올라 이동기기를 탄 사용자의 머리를 보호해 주는 헬멧인 ‘호브딩 (Hovding)’에도 많은 관심이 쏠리고 있다.
스웨덴의 여성 디자이너들이 개발한 제품답게 호브딩은 기능 외에도 외적인 면에 상당히 신경을 쓴 헬멧이다. 다른 헬멧처럼 머리에 쓰는 것이 아니라 목에 두르고 있다가 사고가 발생하면 0.1초 안에 에어백이 터져 나와 헬멧으로 변신하기 때문이다. 따라서 호브딩은 여성 사용자들에게 많은 호평을 받고 있다.
머리스타일을 망치고 답답함을 유발했던 기존 헬멧의 단점을 획기적으로 개선한 휴대용 에어백인 호브딩은 정밀 센서를 이용해 운전자의 몸이 특정 속도 이상이나 전후좌우 일정 각도 이상으로 기울어질 경우 자동적으로 작동하도록 만들어졌다.
또한 호브딩에는 전원 표시등과 배터리, 그리고 배터리 표시등이 장착되어 있고 USB를 통해 충전이 가능하다. 다만 한번 쓴 호브딩은 재사용이 불가능한데다 가격도 비싸서, 해결해야 할 단점은 아직 남아있다는 것이 제품을 구매해 본 사람들의 말이다.