현재 자전거 진화 방향은 점점 더 기술적으로 발전하고 있으며, 미래 자전거의 프로토타입이라고까지 할 수 있습니다. 예를 들어, 시트포스트는 이제 블루투스를 사용하여 무선으로 높이를 조절할 수 있습니다. 많은 비전자 부품들도 더욱 정교한 디자인과 세련된 외관을 자랑합니다. 비전자 부품 분야에서 우리의 기술과 제작 기술은 꾸준히 향상되어 왔습니다. 예를 들어, 과거에는 락슈즈 밑창의 주재료가 고무였지만, 지금은 대부분 탄소 섬유나 유리 섬유를 주재료로 사용합니다. 고품질 소재를 사용하여 밑창의 경도를 크게 높여 탁월한 동력 전달력과 전달 효율을 제공합니다. 하지만 수많은 엔지니어들의 노력에도 불구하고 여전히 그 자리를 벗어나지 못하는 부분이 하나 있습니다. 바로 스포크 니플입니다.

   물론, 일부 휠 브랜드는 자사 휠에 더 잘 맞는 특수 제작된 니플을 사용합니다. 대부분의 니플은 공장에서 스포크 나사산에 접착제를 발라 자전거 주행 중 진동으로 인한 스포크 풀림을 효과적으로 방지하지만, 실제 니플 재질은 ​​알루미늄이나 황동입니다.

50년 이상 동안 황동은 스포크 니플을 만드는 데 주로 사용되는 재료였습니다. 사실 황동은 우리 주변에서 매우 흔한 재료입니다. 예를 들어 문 손잡이나 항해용 육분의와 같은 도구의 대부분이 황동으로 만들어집니다.

그렇다면 왜 니플은 스포크처럼 스테인리스 스틸로 만들 수 없을까요? 그리고 우리 자전거 부품 중 황동으로 만들어진 부품은 거의 없습니다. 황동이 어떻게 니플을 만드는 데 사용될 수 있을까요? 황동은 사실 구리와 니켈의 합금입니다. 강도가 높고 가공성이 좋으며 추위와 더위에도 잘 견딥니다. 하지만 스포크 니플의 재질이 100% 순수 황동은 아닙니다. 표면에 흰색이나 검은색 산화막이 생기는데, 물론 이 산화막이 마모되면 황동 본연의 색깔이 드러납니다.

황동은 스테인리스 스틸보다 본래 부드러운 소재이기 때문에 하중을 받을 때 늘어나는 정도가 더 큽니다. 자전거 바퀴살은 항상 다양한 장력을 받습니다. 자전거를 타거나 바퀴를 조립할 때, 너트와 볼트는 조일 때 나사산에 아주 미세한 변형이 발생하기 때문에 단단히 고정됩니다. 이러한 변형에 대한 황동의 저항력 덕분에 볼트가 단단히 조여지고, 때로는 분할형 잠금 와셔가 필요하기도 합니다. 특히 바퀴살이 예측할 수 없는 스트레스를 받을 때, 황동이 제공하는 추가적인 변형력은 마찰력을 어느 정도 안정화시켜 줍니다.

또한 황동은 천연 윤활제입니다. 만약 스포크와 니플이 스테인리스 스틸이라면 마모 문제가 발생할 가능성이 높습니다. 마모란 한 재료의 일정량이 긁혀 나와 다른 재료에 붙으면서 원래 재료에는 작은 홈이 생기고 다른 재료에는 작은 돌기가 생기는 현상을 말합니다. 이는 마찰 용접과 유사한 현상으로, 두 표면 사이에 강한 힘과 미끄러짐 또는 회전 운동이 결합되어 두 표면이 접합되는 것입니다.

접합에 있어서 황동과 강철은 서로 다른 재질이기 때문에 부식을 방지하려면 함께 사용하는 것은 피해야 합니다. 하지만 모든 재질이 같은 특성을 가지는 것은 아니며, 서로 다른 금속을 접합하면 "갈바닉 부식"이 발생할 가능성이 높아집니다. 갈바닉 부식이란 각 재질의 "양극" 지수에 따라 이질적인 금속이 접촉할 때 발생하는 부식을 말합니다. 두 금속의 양극 지수가 비슷할수록 함께 사용해도 안전합니다. 다행히 황동과 강철의 양극 지수 차이는 매우 작습니다. 알루미늄과 같은 재질의 양극 지수는 강철과 상당히 다르기 때문에 스테인리스 스틸 스포크의 니플에는 적합하지 않습니다. 물론 일부 라이더들은 일부 제조사에서 알루미늄 합금 스포크와 알루미늄 합금 니플을 사용하는 것에 대해 궁금해할 것입니다. 이는 전혀 문제가 되지 않습니다. 예를 들어, 풀크럼(Fulcrum)의 R0 휠셋은 내식성과 경량화를 위해 알루미늄 합금 스포크와 알루미늄 합금 니플을 사용합니다.

스테인리스강과 알루미늄 합금에 대해 이야기했으니, 당연히 티타늄 합금에 대해서도 언급해야겠죠. 사실 티타늄 합금과 스테인리스강 스포크는 양극 산화 지수에서 큰 차이가 없으며, 스포크 캡으로 자전거에 장착하기에도 매우 적합합니다. 황동 니플을 알루미늄 합금 니플로 교체하면 무게를 크게 줄일 수 있지만, 티타늄 합금 니플은 황동 니플에 비해 무게 감소 효과가 미미합니다. 또 다른 중요한 이유는 티타늄 합금의 가격이 황동보다 훨씬 높다는 점입니다. 특히 스포크 캡과 같은 섬세한 부품에 사용될 경우 자전거 휠셋의 가격을 더욱 상승시킵니다. 물론 티타늄 합금 스포크 니플은 내식성이 뛰어나고 광택이 아름다워 시각적으로도 만족스럽습니다. 이러한 티타늄 합금 니플은 알리바바와 같은 온라인 플랫폼에서 쉽게 구할 수 있습니다.

자전거에 기술에서 영감을 받은 디자인이 적용되는 것은 반가운 일이지만, 물리 법칙은 모든 것에 적용되며, 우리가 오늘날 타는 "미래형" 자전거에도 마찬가지입니다. 따라서 미래에 더 적합한 소재가 발견되거나, 누군가가 실제로 더 저렴한 풀 카본 자전거 휠셋을 만들지 않는 한, 이 자전거는 림, 허브, 스포크, 니플을 포함하여 모두 카본 파이버로 만들어질 것입니다. 그때가 되어서야 비로소 황동 니플이 빛을 발하게 되겠죠.