마찰과 마모를 줄이는 방법 - 김대은 연세대학교 기계공학부 교수

역사상 가장 위대한 발명이라고 불리는 바퀴! 바퀴가 발명된 이유는 마찰력을 극복하기 위해서였다. 사과나무 본 강연에는 연세대학교 김대은 교수가 출연, 우리의 생활과 연관이 깊은 마찰과 마모에 대한 이야기를 들려준다.

현재 마찰과 마모를 우리가 원하는 정도로 정확히 조절할 수 있는 기술은 없다. 마찰과 마모 현상은 사실상 매우 복잡하고 접촉하고 있는 물질의 상태와 환경에 따라 달라질 수 있기 때문이다. 하지만 마찰을 낮추는 것은 무척 중요하다. 마찰이 크면 에너지 소비가 커지고 마모가 발생하여 기계의 성능과 수명에 직접적인 영향을 미치기 때문이다. 움직이는 모든 곳에는 마찰이 발생하고 마찰이 계속 발생하면 표면에서 마모가 발생한다. 그렇다면 마찰은 왜 발생하고, 어떻게 해야 마찰을 줄일 수 있을까?

가장 최초로 체계적인 과학적 방법을 사용하여 마찰에 대한 연구를 수행한 사람은 레오나르도 다빈치로 알려져 있다. 다빈치의 실험을 통해 마찰의 특성을 알아보자면, 마찰은 가시적인 접촉면적과 무관하다. 표면에는 미세한 요철들이 있기 때문에 접촉하는 실제 면적은 우리에게 보이는 면적보다 훨씬 작은 면적이 되기 때문이다.

이 외에도 마찰에는 여러 특성이 존재하는데, 최근에는 이를 이용해 마찰을 줄이려는 다양한 연구들이 시도되고 있다. 특수한 표면 구조나 초미세 베어링 볼을 만들어 마모 입자를 제거하는 방법이 그것이다. 마찰의 특성부터 이를 줄이는 방법까지! 사과나무에서 마찰의 모든 것을 소개한다.