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[포항=일요신문] 임병섭 기자 = 포스텍(POSTECH·포항공과대학교)은 기계공학과 김동성 교수·박사과정 김원경 씨 연구팀이 광학 장비 없이 그림자로 액체 굴절률을 측정할 수 있는 굴절률 측정 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다.
과일주스나 탄산음료의 당도, 국의 염도 등을 측정하는 방법에도 활용할 수 있지만 산업용 오일의 노화 정도나 건강 상태에 따른 체액의 변화를 확인하는 용도로도 확대시킬 수 있다고 포스텍은 설명했다.
광속은 공기가 없는 상태에서는 가장 빠르고 매질 안에서는 느려지는데 그 비율을 ‘굴절률’이라고 한다.
빛의 굴절이나 반사와 관련이 있어 광학분야에서 중요한 물성으로 알려진 굴절률을 정확하게 측정하기 위해서는 현미경이나 광학렌즈 같은 정밀하고 비싼 광학장비가 필요해 실생활에서 바로 측정하기는 쉽지 않았다.
포스텍 기계공학과 김동성 교수. 사진=포스텍 제공
이에 연구팀은 투명한 사각기둥에 원통형 저장공간을 만들어 액체를 채우고 이 사각기둥에 빛을 비출 때 발생하는 그림자를 측정했다.
액체의 굴절률이 증가하면 그림자의 너비가 감소하는데 액체 당도와 그림자 너비의 상관관계를 알면 먹어보거나 광학장비 없이도 당도를 측정할 수 있다는 것.
연구팀은 샘플 액체 실험 결과 굴절률과 액체의 성질이 정확하게 맞다는 결과를 얻었다.
김동성 교수는 “구조나 제작의 간단함은 물론 자연광을 이용하면 외부 전원이 필요한 것도 아니어서 특히 산업계의 폭넓은 활용과 그 파급효과가 기대된다”고 설명했다.
한편 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’지를 통해 발표된 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업(도약연구)과 선도연구센터육성사업(ERC)의 지원을 받아 수행됐다.
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