스포츠 신발 속엔 어떤 기능이 숨겨져 있을까?

                                                                                   글 / 이기광 (국민대학교 체육대학 교수)

모든 운동선수는 올림픽의 모토이기도 한, “더 높이, 더 빠르게, 더 강하게” 뛰기 위해
이 순간에도 귀중한 땀방울을 흘리고 있다. 치열한 경쟁에서 이기기 위한 강인한 근육과
심장을 만들기 위해 다양한 신체 트레이닝을 할 뿐만 아니라, 보다 적은 에너지 소모로 좋은
결과를 얻기 위한 효율적인 동작을 구사하기 위해 과학적으로 최적화된 테크닉을 찾아내서
연마하고 있다. 이러한 선수 자신의 능력 이외에 0.01초를 다투는 치열한 경쟁에서 승패를
결정지을 수 있는 또 다른 숨겨진 요인으로 스포츠 장비가 있다. 거의 모든 스포츠에서
사용되는 다양한 스포츠 장비 중에서 스포츠신발은 스포츠 과학 및 첨단 테크놀러지가
가장 크게 발휘되고 적용되는 대표적인 예라고 볼 수 있다.

스포츠 신발은 수천 년 전부터 선수 개인이 경쟁에 유리하도록 나름대로 만들어 신어오다가
스포츠과학의 중요성을 인식하기 시작한 1800년대 말경부터 현재와 같은 전문 스포츠신발을
만들어 사용하게 되었다. 많은 스포츠용품 업체들은 보다 좋은 스포츠신발을 만들기 위해
스포츠 종목별로 그에 맞는 과학적인 연구와 함께 이를 스포츠 현장에 적용하는 노력을
끊임없이 하고 있다.

그렇다면 스포츠신발 속에는 어떤 과학적 원리들이 숨어 있을까?

모든 스포츠신발의 가장 큰 목적은 발을 보호할 수 있고 발의 안정성과 유연성을 보장하며
달리는 표면에서 최적의 견인력을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 지난
수십 년간 스포츠신발 연구는 가벼운 소재의 활용과 효율적인 동작을 제공할 수 있는
디자인을 강조해왔다.

1970년대 이후 인간의 동작을 연구하는 생체역학은 스포츠신발 연구에 있어서 가장 중추적인
역할을 하고 있다. 예를 들어 런닝화 개발을 위해 많은 생체역학적 연구들이 크게 두 가지
방향으로 진행되어 왔다. 즉 발이 지면에 닿을 때 일어나는 발바닥이 안쪽으로 돌아가서
달리기 효율을 떨뜨리는 현상인 회내 움직임을 조절하는 기능과 힘의 손실을 최소화하며
충격을 줄일수 있는 효과적인 쿠셔닝 기능에 대한 연구를 하고 있다.

다른 일반 신발과 마찬가지로 스포츠신발은 “갑피(upper)”, “깔창(insole)”, “중창(midsole)”,
“바닥창(outsole)” 등 크게 4가지 부품으로 구성되어 있으며, 이러한 부품들은 스포츠신발
성능을 극대화할 수 있도록 그 재질 및 구조 등이 설계되어진다. 발을 보호하고 안정시키는
역할을 하는 갑피는 그 기능을 유지하는 선에서 가능한 한 가볍게 디자인된다. 하지만 축구와
같이 발등의 역할이 큰 종목에서는 공을 정확하고 강하게, 또는 공의 회전을 조절할 수 있도록
갑피를 디자인하기도 한다.

또한 태권도화와 같이 발등을 보호하기 위한 갑피도 있다. 발의 아치(족궁)을 지지하는 역할을
하는 깔창은 착화감과 관련이 깊은 발바닥 특정 부위에 압력이 쏠리는 것을 막아 압력을 골고루
분산시키도록 디자인되기도 하며, 발과 다리의 잘못된 정렬을 교정하기 위해 특수 제작되기도
한다. 중창은 고무, 에어, 젤 등으로 제작되어 주로 충격을 흡수하는 역할을 한다. 특히 중장거리를
뛰는 선수들은 발을 내딛을 때마다 지면과 부딪히는 충격이 고스란히 몸에 전달되기 때문에
스포츠 과학자들은 충격을 흡수하고 발의 피로감을 줄여주는 쿠셔닝 시스템에 대한 다양한
연구를 하고 있다.

마지막으로 바닥창은 운동 중 스포츠 바닥재 위에서 적절하게 미끄러져서 최적의 마찰력을
제공하도록 설계되어진다. 예를 들어 축구화 바닥창의 스터드(뽕)는 미끄러운 잔디 위에서
가속과 감속, 방향 전환 등이 용이하도록 설계되어 있으며, 급정지가 자주 요구되어 더욱 큰
마찰력 필요한 수비수와 빨리 달려야하기 때문에 상대적으로 적은 마찰력이 필요한 공격수의
스터드는 그 숫자와 구조가 다르게 디자인되어 있다.

                               그림 1. 발바닥의 압력 분포                 그림 2. 축구화의 구성

 

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