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포항공과대학교(POSTECH) 김동성 기계공학과 교수와 박사과정 김원경 씨로 구성된 연구팀은 복잡하고 비싼 광학 장비 없이 그림자로 액체의 성질을 가늠하는 '굴절률 측정 시스템'을 개발했다고 27일 밝혔다.
빛의 이동속도, 즉 광속은 공기가 없는 상태에서 가장 빠르고 매질(파동을 전달하는 물질) 안에서는 느려진다. 이를 '굴절률'이라고 부른다. 그동안 굴절률을 정확하게 측정하기 위해서는 현미경과 광학렌즈와 같은 장비가 반드시 필요해 일상생활에서 알기란 사실상 불가능했다.
김 교수팀은 투명한 사각기둥에 원통형 저장공간을 만들어 투명하게 희석시킨 액체를 채우고, 이 기둥에 빛을 비출 때 발생하는 그림자에서 '실마리'를 찾았다. 샘플 액체로 실험한 결과 굴절률과 액체의 성질이 정확하게 맞아 떨어진 결과를 이끌어 낸 것.
굴절률 측정 시스템으로 과일주스와 탄산음료의 당도, 국이 얼마나 짠지 염도 등을 바로 측정할 수 있다. 특히 산업용 오일의 노화 정도나 사람의 건강 상태에 따른 체액의 변화를 확인할 수 있는 용도로 확대가 가능하다.
김 교수는 "굴절률 측정 시스템은 구조나 제작이 간단하고 외부전원이 필요하지 않은 것이 특징"이라면서 "산업계의 폭넓은 활용과 그 파급효과가 기대된다"고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 네이처 자매지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'지를 통해 최근 발표됐다.
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