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음주측정기에 광섬유가 응용된 연구가 발표됐다. | 광섬유가 음주측정기라고? 거짓말 같지만
‘메저먼트 사이언스 엔드 테크놀러지’ 6월호에 광섬유를 기초로 한 음주측정기에 관한 연구가 소개됐다. 이 기기는 에탄올뿐만 아니라 메탄올 등
각종 알코올 기체의 배출량을 측정할 수 있다.
일본 야마나시대와 TRI화학연구소의 공동연구팀은 플라스틱 광섬유에 ‘노볼락’이라는
폴리머로 얇게 코팅을 했다. 노볼락은 알코올 분자에 노출되면 팽창하는 성질을 갖는데, 이로 인해 빛의 굴절률이 낮아진다. 굴절률은 알코올에
노출되지 않을 때 1.6이며 알코올 농도에 따라 최대 1.45까지 줄어든다.
이와 함께 노볼락으로 코팅된 광섬유의 굴절률은
1.45-1.6 사이로 맞춘다. 그러면 알코올 농도가 낮을 때 노볼락의 굴절률이 광섬유보다 높다. 따라서 광섬유로 들어간 빛은 굴절돼 밖으로
빠져나간다.
반대로 노볼락의 굴절률이 광섬유보다 작으면 빛이 광섬유 내부에서 반사되는 경우가 발생한다. 이것이 바로 광섬유에서
빛이 전달되는 방법이다. 점점 알코올 농도가 높아지면 광섬유를 빠져나오지 못하는 빛의 양이 많아진다. 결국 광섬유의 끝으로 빠져나온 빛은 센서에
의해 감지된다. 센서는 빛의 강도로 알코올의 농도를 측정한다.
광섬유를 기초로 한 측정장치는 기존의 것보다 간단해 비용이 적을
뿐더러 감도도 높다고 한다. 최근에 이같은 알코올 측정장치의 필요성이 절실히 요구되고 있다. 알코올은 향수나 화장품과 같은 여러 산업에 다양하게
쓰일 뿐 아니라 앞으로 메탄올 연료 등으로 이용범위가 넓어질 예정이다. 그러나 알코올이 땅에 노출돼 강으로 흘러가면 인간의 건강을 위협할 수도
있다. |
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