친환경 복합소재 휠체어 시트, 개발도상국 장애인 이동성 향상

6월 9일, 국립 복합소재 센터(NCC, 영국 브리스톨)가 글로벌 장애 자선 단체이자 사회적 기업인 모티베이션(Motivation, 영국 브리스톨)과 협력해, 개발도상국 장애인의 삶의 질 향상을 위해 전적으로 지속가능하고 친환경적인 복합소재로 설계·제작된 휠체어 시트 팬을 발표했다.

전 세계 7,500만 명 휠체어 필요, 80%가 개발도상국 거주

NCC에 따르면, 전 세계적으로 7,500만 명이 휠체어를 필요로 하며, 그중 80%가 개발도상국에 산다. NCC는 저소득 및 중소득 국가 장애인에게 휠체어, 교육, 서비스를 제공하는 모티베이션의 요청으로, 험난한 지형 견딜 수 있고, 생산 비용이 저렴하며, 현지에서 조달 가능한 바이오 기반 소재로 만들어지고, 가볍고 내구성 있으며 위생적인 솔루션을 제공하는 새로운 휠체어 시트 팬 컨셉 개발과 검증을 도왔다.

기존 설계의 한계

모티베이션은 현재 폴리우레탄(PU) 폼으로 휠체어 쿠션을 생산하며, 이는 프레임 양쪽에 장력된 패브릭 '슬링' 시트나 합판 베이스 위에 놓인다. 이러한 설계와 소재는 필요한 자세 지지와 압력 관리를 제공하는 이점이 있다. 그러나 NCC에 따르면, 패브릭 시트의 지속적이고 장기간 사용은 사용자 자세를 해치는 신장을 초래할 수 있고, 합판은 열화될 수 있다. 조각 폼 쿠션도 덥고 습한 기후와 잠재적 오염으로 인해 열화되거나 비위생적이 될 수 있다.

아마 섬유 복합소재 시트 팬 프로토타입 개발

이에 대응해 NCC는 모티베이션과 협력해 사용자에게 고유하게 성형되어 장기적 자세 제어와 압력 관리를 제공하는 표면을 보장하는 프로토타입 아마 섬유 복합소재 휠체어 시트 팬을 설계·제작했다. 얇은 쿠션을 추가하면 현재 사용 중인 조각 PU 쿠션을 대체할 수 있다. 이 새로운 설계는 합판 대비 더 가볍고, 더 내구성 있고 신뢰할 수 있는 물리적 지지와 자세 제어를 제공한다고 한다. 또한 시트 팬의 얇은 폼 라이너를 PU 쿠션보다 더 쉽고 저렴하게 교체할 수 있다고 보고됐다.

구리트(구리트, 영국 와이트섬 뉴포트) 아마 섬유와 시코민(Sicomin, 프랑스 샤토뇌프 레 마르티그) 인퓨그린 레진이 새로운 설계를 시연하기 위한 기본 소재로 선정됐다. NCC에 따르면, 이 소재들은 기존 복합소재 대비 저비용 제조를 가능하게 하며, 이용 가능한 다른 천연섬유로 대체 거래할 수 있다. 복합소재 사용 전체 제조 비용은 이전 소재보다 약간 높지만, NCC는 장기적 내구성과 품질 이점을 제공한다고 보고한다.

프로젝트 팀을 이끈 NCC 연구 엔지니어 아담 힐리(Adam Healey)는 "이것은 개발도상국 시장을 위한 전적으로 친환경 소재로 만든 최초의 휠체어 시트 팬이다. ... 이 설계를 더 최적화할 여지가 많고, 시트 팬을 쉽게 재활용할 수 있는 수명 말기 잠재력을 탐구할 기회가 많아 더 많은 환경적 이점을 가져올 수 있다. 이는 우리가 더 많은 휠체어 부품을 친환경 복합소재로 만들 수 있는 문을 열어준다"고 말했다.

이안 해리스(Ian Harris) 모티베이션 수석 디자이너는 "모티베이션과 NCC의 협력으로 우리 머릿속에만 있던 아이디어였던 프로토타입 시팅 팬 제작을 실현할 수 있었다. 함께 저소득 및 중소득 국가 휠체어 사용자들이 직면한 실제 과제에 대한 흥미로운 솔루션 컨셉을 만들 수 있었다"고 덧붙였다.

이 R&D 프로젝트는 NCC와 CPI의 파트너십인 지속가능 복합소재(Sustainable Composites)가 지원했으며, 이들은 영국 고부가가치 제조 캐터펄트(High Value Manufacturing Catapult)의 두 멤버다.