감성 플라스틱은 무엇일까?

우리가 매일 쓰고 있는 플라스틱, 다양한 곳에 쓰이는 만큼 그 형태도 다양한데요. 목적에 맞는 플라스틱을 만들다 보니 이제는 가죽 느낌이 나는 플라스틱을 만드는 상황에 이르렀습니다. 그래서 오늘은 가죽 느낌을 그대로 느낄 수 있는 플라스틱을 개발한 최신 연구를 전해드리겠습니다. 고강성 열 가 구성 플라스틱. 지금 시작합니다.

플라스틱은 뭔가 투명하고 빳빳하다가도 강하게 누르면 구겨지고 분리수거를 잘해야 할 것 같고 전자레인지에 넣으면 안될 것 같은 느낌을 줍니다. 그러나 플라스틱을 하나로 통일하는 것은 불가능한 일입니다. 비닐같이 흐물거리는 플라스틱이 있는 반면에 과속방지턱처럼 단단한 플라스틱이 있고 물병 하나만 보더라도 병뚜껑과 병 용기에 있는 플라스틱은 질감과 투명도 등 모두 다르기 때문입니다. 이렇게 다양한 플라스틱이 한 시점에 하늘에서 뚝하고 떨어졌으면 좋았겠지만 최초의 플라스틱이 개발된 이후에 약 30년 동안 많은 소재들이 실험실에서 하나하나 개발되었습니다. 하지만 양산을 해서 상업화시키는 것은 완전히 다른 차원의 문제였습니다. 마치 라면을 끓일 때 1인분 2인분은 맛있게 끓이지만 단체로 놀러 가서 수십 인분을 갑자기 끓이면 도구나 조건 등이 다 달라져서 참으로 속상한 맛이 나는 것처럼 말입니다. 그래서 첫 플라스틱이 개발된 1856년부터 1920년이 되어서야 플라스틱의 양산과 상업화가 본격적으로 진행되게 됩니다. 1872년 실험실에서 개발된 pvc는 1920년대 상업화되고 폴리스티렌은 1930년되 상업화됩니다. 플라스틱의 상업화는 사실 1차 세계대전의 화학기술 덕분에 가능했습니다. 전쟁을 위해 개발된 플라스틱 소재는 고스란의 삶 속에 들어오게 되었고 전쟁이 끝나며 사람들의 다양한 요구에 맞게 새로운 플라스틱 소재들이 개발되고 양산되기 시작했습니다. 예를 들면 가전제품에 써야 해서 가격이 적절하고 성형도 잘되고 광택도 있는 것은 ABS, 칫솔로 써야 하며 잘 끊어지지 않지만 유연한 건 NYLON, 휴대폰 케이스 써야 하고 튼튼하고 가볍고 촉감이 나쁘지 않은 건 폴리카본, 새로운 플라스틱을 개발할 때 고려할 것이 무척 많습니다. 충분히 가벼운지, 단단한지, 광택이 나서 간지가 나는지, 촉감이 좋은지, 따져가며 기술을 개발할 때가 온 것입니다. 이렇게 인간의 촉감이나 냄새, 심지어 멋을 따져가며 제품을 설계하고 개발하는 기술들이 새롭게 등장하게 되는데요 이 기술이 바로 이름하여 감성공학입니다. 1988년 시드니 국제 인간공학 학회에서 명명된 이 감성공학은 인간이 외부에서 느끼는 물리적 자극에 따른 쾌적함, 불쾌함, 럭셔리함 같은 복합적인 감정들을 측정하고 분석하여 제품을 개발하는 것을 말합니다. 그래서 감성공학이 물건을 만들 때는 단순히 기능이 아니라 인간의 행동에 관한 관찰과 이해가 필수적입니다. 예를 들어 TV 리모컨을 사용할 때 우리의 시선은 리모컨이 아닌 TV를 향하게 되고 손가락은 리모컨을 안 본 채로 만지게 됩니다. 그래서 리모컨에 최신 터치패드 기술을 사용하는 것은 의미가 없습니다. 오히려 촉감을 사용한 구식의 감성공학이 맞는 것이죠. 컴퓨터 마우스도 감성공학이 중요합니다. 이런 감성공학이 집대성되어있는 제품이 있습니다. 바로 자동차인데요 자동차의 문짝만 보더라도 완전히 다른 재료들이 여러 목적을 가지고 있음을 볼 수 있습니다. 자 아빠 차의 문을 열고 들어가 보면 각 부분마다 재질과 특성이 다 다른 것을 알 수 있습니다. 자세히 보면 아랫부분은 발로 자주 차기 때문에 충격에 강한 딱딱한 재질의 플라스틱으로 만들어져 있습니다. 윗부분의 창문 근처는 팔을 걸치고 운전하는 경우가 많기 때문에 폭신폭신한 폼 재질로 만들어졌죠. 손잡이 윗부분은 말랑하다가도 꾹 누르면 딱딱한 느낌이 나는데요, 이 부분은 보통 플라스틱 위에 가죽을 덧대거나 그냥 플라스틱으로 만듭니다. 물론 가죽은 고급스럽고 촉감이 좋습니다. 그런데 가죽만 사용하기에는 충분히 단단하지 않기 때문에 자동차의 문으로서 역할을 할 수 없습니다. 그래서 문에 쓰일 만큼 가죽을 덧대어 고급감을 내주는 것입니다. 하지만 플라스틱과 가죽이 어지간히 붙질 않습니다. 결국 둘을 붙이기 위해 열처리나 PRIMER라는 접착제를 첨가하는데요, 이 과정이 생각보다 까다로워 시간과 비용이 만힝 들고 휘발성 유기 화합물이 많이 만들어져 환경 친화적이지 않습니다. 그래서 가죽의 말랑한 성질을 가지면서 내부는 단단한 소재인 개발이 필요하게 되었는데요 한 번에 두 가지 성질을 갖는 소재를 개발하는 것은 마치 공상과학에서나 나올 이야기였습니다. 그런데 국내의 한 연구팀에서 이런 조건을 충족하는 마법의 플라스틱 소재를 개발하게 됩니다. 흔하게 쓰이는 플라스틱인 폴리프로필렌에 고무를 넣어 약간 말랑말랑하게 해 줍니다. 거기에 유리섬유를 넣어줘 단단하게 해 줍니다. 이렇게 여러 성질을 가진 재료가 섞여 만들어진 복합소재를 사출성형 공정을 통해 물리적으로 성형 속도에 차이를 줍니다. 결국 손이 닿는 표면 부문은 말랑말랑한 느낌이 있게 하고 손이 안 닿는 안쪽 부분은 단단하게 하는 것입니다. 실제 만져보면 겉 부분은 가죽 느낌이 나면서 고급감이 느껴지는 반면에 꾹 눌러보면 단단해서 더 이상 들어가지 않습니다. 연구팀은 소재 개발을 넘어 공정과 재료들을 최적화하여 추가적으로 플라스틱의 냄새와 환경문제도 해결합니다. 기세를 몰아 이 놀라운 소재는 세계 최초로 양산까지 성공해 자동차에 도입되어 판매되고 있습니다. 결국 그 노고를 인정받아 이번에 장영실상을 수상하게 되는데요, 이 놀라운 일을 한 공학자들은 바로 GS ㅋ칼텍스의 공동연구진 공학자 분들입니다. 사실 학계에서 논문을 쓰는 연구자들을 위한 상은 정말 많습니다. 노벨상, 아이슈타인상, 울프 재단상 등 그에 비해 우리 근처의 크고 작은 문제를 해결해주는 공학자들이 받을 상이 없습니다. 그래서 회사에서 근무하는 공학자들이 제품 개발에 공헌한 노고를 기리기 위해 만들어진 상 그것이 바로 장영실 상입니다. 1년에 52번 매주 수상을 함에도 불가하고 매번 각 기업의 대표 핵심기술들이 계급장 떼고 다투는 경쟁률이 높은 상입니다.