단추와 지퍼

Engineer인 나는 뭘봐도 그렇게 생각하는 것 같다.
친구가 "새해에는 첫 단추를 잘 끼워돼."라고 내게 말해줬는 데,
단추와 지퍼를 분석하고 앉아있다.

공학적으로 봤을 때, 단추와 지퍼 모두 대단한 발명품이라고 할 수 있다.
일단 역사가 깊은 단추를 생각해보자.
천(cloth)과 같은 특별한 성질의 물질이 아니고서는 그런 것을 이용할 수가 없다.
천은 구김에 참 강하다. 종이를 그렇게 다루면 찟어져버리고 금속은 피로가 금방 쌓여서 부서진다.
단추, 지퍼 등은 다른 connectivity와 달리 언제든지 붙이고 뗄 수 있다.
스테이플(staple), 풀(glue) 등은 한 번 붙이면 영구적이다.

단추, 지퍼의 특성은 topology를 변화시키지 않는 다는 점이다.
그러면서도 마찰과 특정 방향에 대한 강한 결합력으로 분해되지 않고 버틴다.
(단백질 folding과 항원, 항체 반응, catalysis도 이런게 아닐까?)

음, 이번에는 단추와 지퍼를 직접 비교해보자.
사실 뜯으려고 맘을 먹으면 단추가 지퍼보다 약하다.
그리고 옷을 위아래로 잡아주는 장력이 없으면 중간에 빈 공간이 많이 생기고 쉽게 열린다.
이 많은 빈공간들은 유연성을 주는 장점이 있어서 옷이 덜 떠오르고 공기 소통이 더 잘된다.
지퍼는 단추보다 만들기가 어렵고 훨씬 정교하다.
단추는 잘못 채울 확률이 높지만 지퍼는 낫다.
하지만 잘못 채우거나 힘을 잘못 가하면 지퍼는 매우 distructive하게 부서진다. 손이나 피부가 끼면 매우 크게 다친다.
(남자들의 바지 지퍼는 특히 취약하다.)
이런 이유들로 해서 군복에는 절대 지퍼를 쓰지 않는 다. (깔깔이만 빼고)

단추, 지퍼를 응용한 connectivity로는 볼트, 너트가 있다.
topological한 면에서는 단추와 같고 여러 바퀴를 특정 방향으로 돌려서 잠그는 면에서는 지퍼와 같다. straight한 지퍼를 coil처럼 꼬아놓았다고 할 수 있다.

처음에 종이와 금속에는 단추와 지퍼를 쓸 수 없다고 했는 데, 나름대로 해결책은 있다.
구멍을 뚫어서(punching, drilling) 묶으면 된다.
종이의 경우 punching해서 끈으로 묶는 다.
(종이 발명 이후 1970년대까지 많이 쓰던 방식이다.)
혹은 diary처럼 spring에 감을 수도 있다.
금속은 주로 볼트, 너트를 많이 쓴다. 아니면 압착하거나 가열해서 용접해버릴 수도 있다.