방탄복의 과학적인 원리가 궁금합니다.
안녕하세요? 방탄복의 원리에 대해서 알고 싶습니다.
방탄복의 원리를 자세하게 설명해주시면 감사하겠고 방탄복에 적용된 생체모방기술(속칭 거미줄)에 대해서도 자세하게 설명해주시면 감사합니다.
안녕하세요. 손영식 과학전문가입니다.
우선, 방탄복은 높은 강도를 지니고 질기면서 탄성이 좋은 유리섬유를 엇갈리게 겹쳐서 만들어집니다. 해당 섬유는 같은 굵기의 강철에 비해 10배 정도 강도가 높다고 합니다.
총알을 막는 원리는 2가지 측면에서 설명할 수 있는데, 하나는 앞서 설명 드린 높은 강도의 유리섬유가 그물 형태를 이루고 있는데 총알이 박히면서 섬유의 인장 강도가 높아져서 총알의 운동 에너지를 흡수하여 멈추게 하는 것이 있고, 다른 하나는 총알의 열로 인해 섬유가 녹으면서 응집하여 총알을 멈추게 하는 것입니다. 진흙을 생각하면 더 이해하기 쉬우실 것 같네요~
이런 원리가 작용하기 때문에 4가지 요소가 중요하게 작용합니다.
1. 적층 방식: 방탄재의 배열 구조를 어떻게 할지
2. 압력 정도: 겹쳐진 방탄재를 얼마나 압축할지
3. 내열성: 총알의 열을 방탄재가 어떻게 처리할지
4. 재질: 어떤 방탄재를 사용할지
말씀하신 거미줄 방탄복은 기존 방탄재에 비해 강하면서 부드러운 특성 때문에 개발 중인데 문제는 대량 생산입니다. 인공 거미줄은 유전자 재조합 박테리아를 통해 생산되는데 일본의 스파이버라는 회사에서는 1 g의 거미줄로 9 km의 섬유를 얻을 수 있다고 하지만 상용화를 위해서는 수율을 더 높여야하지 않을까 싶습니다.
늘 과학적 질문을 통해 재미있는 일상 속 과학을 알아가시는 질문자되시기 바랍니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
방탄복은 굉장히 복잡하게 얽힌 섬유판을 여러개 덧대어 만든구조입니다. 이렇게 구성하게되면 회전하는 총알이 방탄복내부에서 엄청난 마찰이 발생하여 멈추게됩니다.
거미줄을 모방한 사례는 방탄복을 구성하는 섬유그자체를 모방한 것입니다.
거미의 섬유질은 보통의 나일론보다8배정도 강한 인장력을 지니고있습니다.
감사합니다.
안녕하세요.
방탄복은 그물구조로 충격의 분산을 유도하며 대부분의 방탄복은 이를 흡수하도록 패드가 포함돼 있다. 즉 방탄복의 원리는 튕겨내는 것이 아니라 케블라로 짠 수십 겹의 질긴 실 사이로 회전하는 총알이 엉켜들어 마치 총알이 그물망에 걸리도록 하는 원리다.
방탄복은 그물망으로 되어있습니다.
총알은 회전하면서 발사가 되는데, 방탄복의 그물망이 총알의 회전을 막아 속도와 힘을 줄이게 됩니다.
이 방탄복의 그물망은 매우 질긴 실인 케블라로 되어 있습니다.
