[과기원NOW] KAIST, 1000배 축소한 분광기로 ’과일 당도‘ 정밀 측정 外

KAIST 연구팀이 개발한 휴대용 분광 센서(왼쪽)와 센서를 이용해 과일 표면 반사 스펙트럼을 측정하는 모습. KAIST 제공.

■ KAIST는 24일 정기훈 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 사과의 당도를 휴대용 분광기로 정확하게 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 가시광선 및 근적외선 분광을 바탕으로 고해상도의 휴대용 분광센서를 만들었다. 기존 상용분광기는 실시간 성분분석이 가능하지만 크기가 커 휴대하기 어려웠다. 이에 마이크로나노공정 기술을 통한 소형 분광센서가 개발됐으나, 광학 성능이 크게 저하돼 시료 분석 정확도가 낮았다. 연구팀은 고체잠입회절판구조를 처음으로 제안했다. 수 밀리미터 두께의 분광기 내로 들어온 가시광선이 석영 속에 제작된 회절판을 거치며 짧은 거리에서 넓게 분산시키는 형태다. 또, 연구팀은 회절판과 굴절률이 유사한 렌즈를 접합해 분산된 빛이 이미지센서에 평면 초점을 맺도록 설계해 가시광선 전 영역에서 균일한 분광분해능을 갖도록 만들었다. 이렇게 제작한 마이크로분광기 모듈은 기존 상용분광기의 1000배 이상 작다. 연구팀은 이를 통해 과일 품질 검증을 진행했고 과일 성숙도를 0.91 이상의 높은 상관계수로 신뢰도 높은 예측을 했다. 연구 결과는 국제학술지 ’어드밴스드 사이언스‘에 게재됐다. 

■ 울산과학기술원(UNIST)은 24일 류정기, 이동욱 에너지화학공학과 교수팀이 그린 수소와 같은 청정 기체 원료를 손쉽게 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 기체를 생산하는 전극에 범용적으로 사용할 수 있는 큰 면적의 하이드로젤 박막 기술을 개발한 것. 이 기술은 전극에 전기를 가해 생산되는 기체 원료의 생산 효율을 획기적으로 높인다. 특히 물을 분해해 그린 수소와 산소를 생산하는 수전해 기술에 적용 가능해 탄소중립에 도움이 될 것으로 보인다. 친수성 하이드로젤 코팅으로 전극에 생성된 기체 방울을 즉시 떼어내면 전해질이 기체의 방해를 받지 않고 전극에 빠르게 스며들게 된다. 이는 기존 대비 최대 2.3배 높은 기체 생산 효율을 보였다. 연구 결과는 지난달 29일 ’어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈‘에 실렸다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]