KOSEN 한인과학기술자네트워크

재난이 났을 때 그 스케일이 너무 크기 때문에 기술적으로 막기에는 역부족이다.

현재도 재난 시 많은 인명피해가 발생하는데 전체적으로 재난을 막는 기술이 개발되기 전 가장 신속하게 대피 하거나 대비할 수 있는 기술이 선행되어야 한다. (전기차로 바로 가기보다는 하이브리드 차가 나온 것처럼)

개인이 재난시에 바로 하나만 챙겨서 대피할 수 있는 키트 (Kit)가 좋을 것 같다. 스마트폰이 예전에 여러 장비에 각각 존재하던 기술을 하나의 장비에 집적 시켜서 miniaturized design을 이룬 것처럼 재난 키트도 유사 컨셉이 필요하다.

재난 용 키트라면 음식처럼 오래 지내는데 필요한 용품보다는 구조가 될 때까지 버틸 수 있는 필수품이 들어가야 하므로 물이 가장 핵심이 될 것 같다. 종교인들이 물이 있으면 건강에 큰 이상없이 한달 이상씩 금식도 하지 않나. 한달이면 재난 발생에서 구조까지 현실적으로 충분한 시간이라고 봐도 좋지 않나.

물은 필터를 사용해야 소변이나 빗물 등을 통해 지속적으로 물을 구할 수 있을 것이다. Reverse osmosis를 이용한 해수 담수화용 필터가 사용되면 바닷물도 이용가능 할 것이다.

재난 키트라면 부피를 줄이는 패키징 기술이 핵심일 것이다. 어렸을 때 물감 통 접혔던 것처럼 요새 각광받는 origami (종이접기) 기술을 활용해야 한다.

필터된 물이 담기는 곳은 pH센서로 위험한 물이면 색이 바뀌는 용기로 만들고 물을 흘리지 않도록 마개가 있어야 할 것이다.

물 뿐 아니라 전기나 배터리가 핵심이 될 것이다. 요즘 스마트폰 하나면 전화로 구조 요청 뿐 아니라 LED로 밝은 빛도 구할 수 있고, 나침반, 해발고도 측정, 대기압 측정, 심박수 측정, GPS, 일기예보, 라디오도 다 가능하다. 배터리 충전만 계속 되도 재난 키트의 상당부분을 커버할 수 있다.

Wearable 디바이스로 전기를 내면 좋을 것 같다. 신발과 옷에 piezoelectric을 설치한 후 옷 안주머니에 USB로 그 전기를 빼서 스마트폰을 충전하면 좋겠다.

옷 표면이 태양전지로 작용하는 wearable 디바이스면 참 좋을 것 같다. 평상시에는 손바닥만해서 주머니에 들어갈 크기이다가 origami기술을 이용해서 펼치면 입을 수 있는 옷이면 되지 않겠나.

자동차 위 표면을 태양전지를 이용하면 여름에 태양열을 이용해 충전하고 차 안은 시원하게 유지하는 기술도 있다고 들었다.

여름에 산에서 재난이 발생하면 시원한 시기에는 걸어서 신발에 있는 piezoelectric으로 배터리를 충전하다가 지치거나 더운 시간에는 태양전지인 옷을 덮고 쉬원하게 쉬면서 충전하면 되겠다.

전기나 물을 얻는 것을 뛰어넘어서 물리적 충격에 대비할 수 있게 bubble suit을 이용하는 것도 좋겠다.

Bubble suit을 사용하면 물에도 뜰 수 있으니 다용도로 좋을 것 같다.

순식간에 다가오는 재난에 대비하는 bubble suit이라면 비행기에서 구명조끼에 달린 줄을 당기면 바로 부풀어 오르듯이 빠른 응답시간이 필요할 것이다.

비행기 구명조끼의 원리는 액화된 기체를 패키징으로 막고 있다가 물리적 힘으로 패키징을 제거하는 순간 액화 기체가 다시 기체가 되는 원리이다.

그럼 위에 나온 아이디어를 all-in-one으로 묶을 수 있지 않겠나. 버블 수트 바깥을 태양전지 작용을 하는 페인트를 발라 놓고 신발은 방수가 되는 piezoelectric신발을 신는 것이다. 버블 수트의 모양은 충격 흡수화 태양전지의 효율을 극대화 할 수 있도록 표면적이 넓어지는 주름진 형태로 (i.e. 뇌의 생김새를 모사하는 bio-mimetic 기술) 만들면 되지 않겠나.

버블 수트가 물에 뜨기는 하지만 타이타닉 사고 때 상당 수의 사람은 구명조끼가 있음에도 추위에 얼어 죽었다고 하던데 보온 기능도 첨가 할 수는 없을까?

버블 수트 안에를 graphene aerogel처럼 가볍고 Joule heating이 되는 재료를 만드는 것은 어떨까? 솔라셀로 얻은 전기를 이용하는 것이다.

생리적 현상을 해결하는 것도 중요할테니 아까 처음에 말한 필터를 버블 수트 하단에 장착/탈착이 되게 디자인 해서 소변을 바로 생수로 활용할 수 있게 하자.

브레인스토밍을 통해 나온 모든 아이디어를 all-in-one으로 통합하여 버블수트를 제작하여 재난 키트에 적용하기로 함. 재난 키트에 포함될 기능으로는 1) 전력 생산을 위한 Piezoelectric shoes 와 2) Organic Solar cell paint 로 코팅된 외피, 3) 가볍고 보온을 위한 Graphene Aerogel, 4) 생산된 전기 에너지를 저장할 전지, 5) 식수 공급을 위한 물 Filter 등이 있다. 추가 기능으로 수트를 접었다 폈다 하기 위한 Origami 기술을 접목할 것이고 Air bag 기능도 있을 것이다. 그리고 충격 흡수 및 Solar Cell 효율을 극대화 하기 위한 주름 형태의 외피를 장착할 것이다.

2024년 여름 휴가를 맞아 오랜만에 해운대로의 여행을 계획한 연우네 가족. 출발 당일, 아침부터 물놀이 용품을 챙기느라 분주하다. 집을 막 나서려는 찰나, 연우가 외친다.

연우: 아빠! 이거 챙겨야죠.

연우의 손에는 “Survibubbles” 이라고 적힌 조그마한 가방이 들려져있다. 지난 2011년 3월, 이웃나라 일본에서 대지진과 쓰나미로 인해 수많은 사람들이 목숨을 잃는 참사가 발생했고, 거대한 자연재해는 현재의 기술로 막을 수 없음을 목격한 국내 연구진은 10년이 넘는 연구 끝에 재난 발생 시 생존률을 높일 수 있는 버블수트, “Survibubbles” 를 개발하였다. 생존에 필수적인 기능을 포함하고 있고, 작고 가벼운 휴대성으로 인해 현재는 대한민국 모든 가정이 가지고 있는 Survibubbles이지만, 연우네 가족은 아직 한번도 사용할 일이 없었다.

아빠: 아, 그렇지! Survibubbles! 우리 연우 아니었으면 또 깜박할 뻔했네. 자, 이건 작고 가벼우니까 우리 연우 가방에 넣어가자.

드디어 도착한 해운대 바닷가. 연우네 가족은 수평선이 보이는 바닷가 호텔을 숙소로 정했다. 오랫만에 해수욕을 하고, 싱싱한 회를 먹으며 즐거운 시간을 보낸 후 숙소로 돌아와 골아떨어진 가족들. 아침 동이 틀 무렵 시끄러운 사이렌 소리가 울리기 시작한다. 화들짝 놀라며 깨어난 연우네 가족.

아빠: 아니, 이게 도대체 무슨 일이야?!

아빠가 호텔 방 문을 열고 상황을 살핀다. 다른 투숙객들도 각자 방문을 열고 나와서 두리번 거린다.

엄마: 어머! 여보, 저기 창 밖에!!!!!
연우: 으악, 저게 뭐예요?! 저것 좀 보세요!!!!
저 멀리서부터 거대한 해일이 몰려오고 있는 것이 아닌가. 호텔 안내방송이 나오기 시작한다.

안내방송: 여러분, 지금 남해안 인근에서 발생한 지진으로 인해 쓰나미가 몰려오고 있습니다. 다들 당황하지 마시고 Survibubbles 를 꺼내서 착용해주십시오. 혹시라도 준비해오지 못하신 분들은 여분의 수트가 각 숙소의 소화전 옆에 비치되어 있으니 신속히 착용하시고 구조를 기다려주십시오.

아빠: 연우야, 어서 우리도 Survibubbles 를 꺼내서 입자!!
연우: 네!! 저희 가족들 입을 것은 여기에 있어요.
엄마: 여기 사용설명서가 있군요. 같이 보고 얼른 입어요!!

사용설명서대로 Piezoelectric 신발을 신고 Survibubbles를 입은 후 검정색 스위치를 누르니 액화된 기체가 기화되면서 Survibubbles 이 순식간에 부풀어올랐다. 재빠르게 Survibubbles를 착용한 연우네 가족과 다른 투숙객들. 해일은 순식간에 호텔을 집어삼켰고, 곧 잠잠해졌다. 공기가 주입된 버블수트는 수면 위로 떠올랐다. 연우네 가족을 비롯한 Survibubbles를 착용한 모든 사람들은 Survibubbles의 충격흡수층으로 인해 다행히 다친 곳이 없었다. 연우 아빠는 몇몇 사람들과 함께 근처 떠내려 온 컨테이너 박스 위로 올라가서 전기를 발생시키는 piezoelectric 신발을 신고 걷기 시작했다. Piezoelectric으로 발생된 전기와 수트 표면에 장착된 태양전지로 인해 배터리는 빠르게 충전되었고, 사람들은 구조 요청을 하기 시작했다. 연우 엄마 주변에는 발을 딛고 올라설 곳이 없었다. 여름이지만 물 속에 한시간 이상 있다보니 추위를 느낀 연우 엄마는 버블수트의 소매 부분에 위치한 빨간색 단추를 눌러서 graphene heater를 작동시켰다. 평소에도 물먹는 하마라는 별명을 가진 연우는 목이 말라왔다. 사용설명서에 적힌대로 수트 좌측 하단의 필터가 장착된 물통을 이용해서 소변을 먹을 수 있는 물로 정화시키긴 했지만 마실지 말지 망설여졌다. 연우는 물통을 꺼내서 정화된 물을 조심스럽게 마셔보았다. 평소 마시던 생수와 별반 다를 것이 없는 물이었다. 워낙 큰 재해라 구조는 생각보다 빠르게 이루어지지 못했다. 연우네 가족을 비롯한 모든 사람들이 구조될 때까지 걸린 시간은 총 20일. 하지만 Survibubbles로 인해 외상이 없었고, 체온이 유지가 되었으며, 생존에 가장 필수적인 물을 공급 받을 수 있었던 사람들은 단 한사람의 희생자도 없이 구조될 수 있었다.