스마트 의류, 미래 첨단전투복으로 (하)

작성자
생명과학연구원
작성일
2010-03-10 00:00
조회
188
스마트 의류, 미래 첨단전투복으로 (하)
나노기술로 무장한 최첨단 소재 혁명
2010년 03월 09일(화)

한 나라의 군사력은 무기에서뿐 아니라 병사들의 전투복에서도 드러난다.

구한말 우리 민족사의 뼈아픈 한 페이지로 기록된 신미양요. 그 굴욕의 전투 현장에서 조선군이 입고 있던 군복은 너무 두꺼웠다.

1871년 6월 10일 강화도 광성진(廣城鎭). 강화도 앞바다에 정박해있던 미국 아시아함대의 함포들이 일제히 포문을 열었다. 미군은 함포사격으로 기선을 제압한 후, 곧 육전대원 644명을 상륙시켰다.

병력과 무기에서 절대적인 열세에 놓인 조선군은 지리적 이점을 노려 길목에서 매복, 기습을 노렸으나 미군의 엄청난 화력 앞에 결국 수비대장 어재연 장군을 포함한 최후의 일인까지 백병전을 벌이다 전원 전사했다.

▲ 광성진 전투에서 포로가 된 조선군 병사들. 
당시의 미 아시아 함대의 병사들은 남북전쟁과 스페인전쟁을 겪은 백전노장들이었으며, 9인치 포와 8인치 포 등 85문의 대포와 최신식 소총 등으로 중무장한 정예병들이었다. 이에 비해 조선군의 제대로 된 무기는 ‘홍이포’라 불리는 화승포 3문과 구식장총 몇 정에 불과했고, 나머지는 창과 칼뿐이었다.

여기에다 찌는 듯한 더위에 조선군은 ‘면갑'(綿甲)’이라 불리는 갑주를 입고 있었다. 자그마치 30겹이나 되는 면을 누벼 만든 이 전투복은 거의 솜이불 수준. 서양의 신식소총의 탄환을 막기 위해 대원군의 특별지시로 만들었다고 기록된 이 면갑은 면의 질긴 특성으로 가죽 갑옷보단 탄환에 대한 방호력은 뛰어났던 것으로 알려져 있다.

그러나 문제는 매우 비과학적이었다는 점. 이 면갑은 불에 약한 면 소재로 미 군함에서 쏘아대는 함포의 파편에 맞으면 쉽게 불붙어 병사들이 바다에 뛰어들었다는 후문이 전해진다. 여기에다 6월의 뙤약볕이 작렬하는 해안 요새 위에서 30겹의 솜옷을 입고, 치열한 전투를 벌여야 하는 조선군의 고통은 극렬했고, 더불어 사기는 땅에 떨어질 수밖에 없었다.

격동의 근현대사를 거치면서 벌어진 수많은 전쟁에서 화기와 전술 못지않게 승리에 영향을 미쳤던 것이 병사들의 전투복. 소재의 혁명과 디자인 기술의 발전으로 실용성과 다양성 그리고 보호성을 추구한 군복은 21세기 들어서 과학기술의 힘으로 무장, 혁명적인 변화를 예고하고 있다.

보이지 않는 적을 막는 전투복 개발

한국과 미국이 베트남에서 치른 정글전은 전투복에 기존과는 다른 기능이 필요함을 일깨워주었다. 기후와 환경이 전투에 취약한 베트남의 정글은 기존의 전투복이 병사들의 사기에 많은 문제점을 노출했기 때문이다.

웬만한 빌딩보다 높게 자란 나무들이 햇볕을 가린 채, 어둠과 정적 속에 가려진 정글에는 억세게 자란 수많은 풀들 속에 이름도 알 수 없는 벌레들이 우글거렸고, 이중에는 말라리아를 옮기는 모기, 피를 빨아먹는 거머리, 자리에 앉자마자 파고드는 독개미떼, 지겹게 달라붙는 파리 떼들, 나무 위에서 또 참호 안에서 소리 없이 달려드는 독사들이 특히, 병사들을 괴롭혔다.

▲ 베트남전은 군복의 중요성을 알려 주는 중요한 계기가 됐다. 
매복한 베트남군의 저격을 피해서 물논이나 정글의 늪지대에서 포복해야 하는 병사들의 바지 안으로 독충들이 마구 침범하는 열악한 전투 환경은 베트콩 말고도 적이 또 하나 있다는 사실을 일깨워주었다. 그 가운데 무엇보다도 베트남의 습하고 무더운 날씨는 병사들의 사기를 떨어뜨리는 최대의 적이었다.

베트남전에서 쓰라린 교훈을 얻은 미군은 전투복에 방충, 방수투습, 등의 기능이 중요함을 깨달았고, 새로운 기능을 추가하는 연구가 진행되고 있다. 일례로 2003년에 미국 뉴욕시립대학교의 퀸 컬리지 연구소는 미생물을 찔러 죽이거나 섬멸시킬 수 있는 일종의 분자 단검(molecular dagger)을 붙여놓은 직물을 개발, 군 관계자들의 관심을 끌었다.

이 연구소의 로버트 엔젤(Robert, Angel) 박사는 “이제까지는 소형 항균성 톱(antibacterial saw)으로 코팅된 유리 표면이 박테리아를 없앴다”면서 “그러나 이제부터는 세균을 찔러죽일 수 있는 새로운 분자인 이른바 ‘분자 단검'이 개발됐다”고 밝혔다.

분자 단검은 탄소 고리 화합물 2개가 서로 결합된 칼자루와 최고 16개의 탄소 사슬로 이뤄져 지방(oil)과 강한 친화력을 갖는 칼날을 갖고 있다. 박테리아나 세균류의 포자가 섬유에 붙으면, 음전하로 된 세균의 지방 막이 질소가 풍부한 고리의 양전하에 끌리면서 칼날이 세균의 세포막을 관통하는 것. 엔젤 박사는 “박테리아의 내장은 효과적으로 파괴된다”고 말했다.

2008년 12월 미국 농업연구청(ARS)은 “모기에 물릴 걱정이 없는 군복 제공이 가능하게 될 것”이라고 밝혔다. 1991년 이후 미군들 군복에는 살충제 ‘퍼메트린(permethrin)’이 처리돼 모기로부터 장병들을 보호해왔지만 세탁과 다림질로 인해 살충력이 점차 떨어진다는 평가가 있었다. 하지만 새로운 해충 물림 보호/효율 평가법을 통해 모기 등의 해충에 대한 군복의 보호 성능을 향상시켰다. 

또 땀이나 증기는 밖으로 배출시키면서 빗물이나 바람은 들어오지 못하도록 막아주는 '고어텍스(Gore-tex)'와 같은 특수원단이 전투복에 활용되고 있다.

스마트 전투복에 숨은 나노과학의 힘

세계적인 변화 추세에 맞춰 우리 군도 지난 60년간 전투복을 중심으로 군복에 수많은 변화를 기했다. 지난 71년 전투훈련이나 야외 작업 등에 편리하게 디자인한 전투복을 개발했고, 지난 90년에는 그동안의 국방색을 과감히 버리고, 사계절 변화가 뚜렷한 한국의 자연환경에 걸맞은 얼룩무늬 군복으로 바꿨다.

그러나 향후 개발될 전투복은 기존의 전투복과는 차원이 다를 것으로 알려져 있다. ‘나노과학기술(Nano Technology)’의 군사적 사용이 늘면서 군복 소재의 궁극적 변화가 예고되고 있기 때문이다. 

나노 기술은 기후, 질병, 탄환 및, 파편에 의한 관통, 방사능, 생물/화학적 약품, 화염, 음향, 충격, 그리고 정신적 스트레스 등 병사가 처한 각종 위협에 대처할 수 있는 여러 가지 필요한 물질과 장치를 군복의 옷감 내부에 설치할 수 있다.

이로써 군복 내부의 마이크로 반응기가 출혈을 감지, 상처부위에 압박을 가하는 지혈대로 작용하는 전투복의 탄생이 가능해졌다. 자동온도조절 장치와 소재에 빛을 굴절시키는 물질이 코팅된 전투복은 주위의 색과 분간할 수 없도록 완벽한 보호색 기능을 갖춘 카멜레온으로 병사들을 변신시킨다. 소재에 소형 IT 기기를 부착, 본부와 무선교신을 할 수 있는 기능은 낙오나 고립된 병사를 언제라도 구출할 수 있게 해준다.

▲ 마이크론 크기의 탄소섬유의 내부 모습. 

이런 전투복의 등장이 공상과학영화에서가 아니라 점차 현실로 다가오고 있다. 실제로 최강의 전력을 보유하고 있는 미군은 일찍부터 나노기술을 활용한 최첨단 전투복에 대해 연구를 해왔다.

2008년 미 로스아라모스 연합 국립실험실 융합나노기술센터의 황진유 박사는 물리리뷰레터지(Physical Review Letters)의 최신판에 ‘거대 탄소튜브’라는 새 논문을 발표, 탄소나노튜브를 활용한 새로운 전투복 출현 가능성을 예고했다.

황 박사는 “마이크론 크기의 탄소 나노튜브 구조들은 탄소섬유와 같이 매우 가볍고, 아주 우수한 전기전도성 및 기계적 특성을 가지고 있다”며 “이 재료는 다양한 여러 응용분야 중에서도 전자직물과 군복에 매우 적합하다”고 강조했다.

이후 미군은 미래의 병사시스템으로 거의 200kg을 담아도 가벼운 군장. 혈액이 감지됐을 때, 자동으로 오므라드는 나노소재의 전투복. 총알을 맞으면 자동으로 굳는 방탄기능. 적에게 노출시키지 않는 스텔스 기능 등과 관련한 나노기술을 실제의 연구 현장에서 진행하고 있다. 

현재 우리나라는 미국 일본, 독일 등에 이어 세계 4위의 나노기술 수준을 보유하고 있다. 우리의 이런 기술력이 최첨단 전투복에 적용될 때, 우리 군인들도 야전을 누비는 디지털 전사로 거듭날 전망이다.

조행만 기자 | chohang2@empal.com

저작권자 2010.03.09 ⓒ ScienceTimes