[독서신문] 마찰이란 두 물체가 접촉을 한 상태에서 상대운동을 할 때 움직임을 저항하는 힘을 의미한다. 만약 마찰이 이 세상에 존재하지 않는다면 자동차, 자전거 등 많은 기계들의 작동이 불가능하고 걸어 다니지도 못할 것이다. 이와 같이 마찰이란 우리 생활에서 매우 중요한 역할을 하는 현상이다. 그러나 마찰이 필요 이상으로 크면 이를 극복하기 위한 힘이 커지고 이에 따른 에너지가 더 소요된다. 따라서 마찰은 에너지 손실과 밀접한 관계가 있으며 에너지를 절약하기 위해서는 기계에서 발생하는 마찰을 최소화하는 것이 필수적이다.

마찰은 움직이는 부품이 있는 모든 기계에서 공통적으로 나타난다. 마찰을 극복하기 위해  소요되는 에너지와 마찰로 인해 발생하는 기계의 마모를 생각하면 마찰현상이 자원 낭비에 미치는 영향이 얼마나 큰지 상상할 수 있다. 자동차의 예를 들면 엔진 피스톤/실린더를 비롯해 타이어, 변속기, 브레이크 등 마찰 및 마모 현상이 나타나는 부품이 다양하게 존재한다.

이는 기계의 효율과 수명에 직접적으로 악영향을 미친다. 즉, 각 부품에서 발생하는 마모는 기계시스템 전체의 내구성을 저하시키므로 기계의 수명을 연장하기 위해서는 기계부품의 마찰현상을 보다 더 잘 이해하고 이런 현상을 제어하기 위한 원천기술을 개발하는 것이 필수적으로 요구된다. 또한, 기술을 개발하기 위해서는 마찰이 발생하는 원인을 우선적으로 파악하고 그 원인을 제거하기 위한 기법들을 개발할 필요가 있다.

기계뿐만 아니라 우리 생활에서도 마찰/마모 현상이 나타나는 곳을 흔히 찾아 볼 수 있다. 우리 몸을 살펴보면 관절과 치아와 같이 상대면과 접촉을 요하는 부위에서도 마찰과 마모현상이 나타난다. 이와 같이 마찰 및 마모 현상은 첨단 기계에서부터 일상생활에 걸쳐 광범위하게 나타난다. 이러한 현상들을 이해하고 제어하기 위한 기술개발은 트라이볼로지(Tribology)라는 학문에서 국내외적으로 활발하게 연구되고 있다.

/ 김대은 연세대학교 공과대학 기계공학과 교수