김동성 교수·박사과정 김원경씨 연구팀의 농도 측정 도구 구조와 실제 실험 사진


투명한 컵과 빛을 이용해서 과일주스나 국, 술의 등의 농도를 간단하게 알아내는 방법을 포스텍(포항공과대) 연구팀이 개발했다.

포스텍은 기계공학과 김동성 교수와 박사과정 김원경씨 연구팀이 투명한 곡면 원통에 액체를 담았을 때 생기는 '그림자'를 이용해 농도를 측정할 수 있는 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다.

김동성 교수·박사과정 김원경씨 연구팀의 실제 측정 사진. 설탕이 60%(왼쪽) 포함된 물과 10%(오른쪽) 포함된 물의 그림자 두께가 달라 눈으로도 농도 가늠이 가능하다.


연구팀은 투명한 아크릴 사각 기둥 중앙에 원통형으로 구멍을 뚫어두고, 여기에 설탕물을 부은 뒤 빛을 투과했다. 이때 설탕물의 당도가 높을수록 원통 가장자리 부분의 그림자 두께도 얇아진다는 사실을 실험을 통해 확인했다.

마찬가지 방법으로 도수를 짐작하기 힘든 폭탄주의 농도도 가늠할 수 있다. 알코올 도수가 높을수록 원통 가장자리에 생기는 그림자의 두께도 얇아진다.

이 측정 장치는 구조나 제작이 간단하고, 외부전원이 필요하지 않으며 정밀한 광학 장비도 필요치 않아 일반인들도 쉽게 활용할 수 있다.

연구팀은 과일주스나 탄산음료의 당도, 국의 염도 등을 가정에서 간단히 가늠하는 데 활용할 수 있다고 설명했다. 또한 산업용 오일의 노화 정도, 건강 상태에 따른 채액 변화 확인에도 확대 적용할 수 있다고 덧붙였다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단 중견연구자지원사업(도약연구)과 선도연구센터육성사업(ERC) 의 지원을 받았다. 연구 결과는 네이처의 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'지에 실렸다.