콘택트렌즈 뒤집힘 확인 케이스 개발..올해 학생 발명왕

제43회 전국학생발명품경진대회 대통령상에 이호선 군

제43회 전국학생과학발병품 경진대회에서 대통령상을 수상한 이호선 군(충북과학고 1). 세종=고재원 기자 jawon1212@donga.com

“콘택트렌즈는 사용시 안팎이 자주 뒤집힙니다. 뒤집어 착용하면 피로감이 제대로 넣었을 때보다 더 심하고 어쩔 땐 렌즈가 눈에서 튀어 나가기도 합니다. 육안으로는 렌즈가 뒤집혔는지 구분하기 힘들어요. 이 점을 해결하고 싶었습니다.”

제43회 전국학생과학발명품경진대회에서 대통령상을 수상한 이호선 군(충북과학고 1)은 13일 정부세종청사에서 열린 수상자 발표에 참석해 렌즈 안팎의 뒤집힘을 쉽게 확인할 수 있는 케이스를 개발한 계기를 이렇게 설명했다.

이 군이 자체 조사한 결과 교실 한 반에서 안경을 쓰는 사람은 절반이 넘는다. 안경을 쓰게 되면 보관과 착용하는 데 불편함을 겪는다. 미용에서도 손해를 보기도 하고 마스크로 인한 김서림, 스포츠 활동에서의 불편함 등도 빼놓을 수 없다. 학생들의 콘택트렌즈 사용이 늘고 있는 이유다. 이 군은 “저도 안경을 주로 착용하지만 운동을 하거나 특별한 날에 콘택트렌즈를 착용할 때가 있다"며 "위생적으로 문제가 생겨 눈이 충혈되는 경험을 매일 했다"고 말했다. 

이 군은 인터넷에 렌즈 상태를 구별하는 법을 검색했다. 하지만 손으로 만져보거나 눈으로 유심히 살펴보라는 조언이 대부분이었다. 그러다 우연히 렌즈세척 영상을 보다가 렌즈의 가장자리 테두리 부분이 빛나는 것을 발견했다. 이 군이 ‘유레카’를 외친 순간이었다. 

이호선 학생 작품. 과기정통부 제공

이 군은 “뒤집힌 렌즈와 정상 렌즈는 테두리 부분 모양이 달랐다”며 “빛을 비추면 정상 렌즈는 테두리가 초승달 모양으로 빛났고, 뒤집힌 렌즈 테두리는 빛나지 않았다”고 말했다. 이 군이 2차원(2D) 광학 시뮬레이션을 해본 결과 정상 렌즈는 테두리에서 들어간 빛이 내부 전반사를 거쳐 반대편 테두리로 빠져나갔지만 뒤집힌 렌즈는 그런 빛을 볼 수 없는 것으로 나타났다.

이 군은 이어 시선을 45도로 고정하고 빛의 각도를 1~90도까지 15도 간격으로 변화시키며 렌즈 테두리를 관찰했다. 그 결과 45도일 때 초승달 모양으로 가장 크게 빛나는 사실이 확인됐다. 렌즈의 상태를 구분할 수 있는 최적의 빛 각도를 도출한 것이다.

이 군은 도출한 결과들을 토대로 빛을 내는 렌즈 케이스를 제작했다. 시중에 판매하는 렌즈 케이스 중 투명 재질의 케이스를 구입해 발광다이오드(LED) 3개를 부착했다. 이 군은 “빛의 굴절을 이용해 렌즈를 만지지 않고도 뒤집혔나 확인할 수 있는 렌즈 케이스”라며 “세균 번식 같은 위생 문제를 해결하고, 렌즈 파손율을 줄일 수 있다”고 말했다. 

이번 대회 심사위원장을 맡은 임병훈 중소기업기술혁신협회 회장은 “일상생활에서 불편한 점을 창의적 아이디어로 개선한 발명품이 돋보였다”고 평했다. 임 회장을 포함해 산학연 전문가 48명이 심사위원으로 참가했다. 

이 군은 렌즈 케이스에 오염 알림 기능과 자외선 살균 기능도 추가할 계획이다. LED로 렌즈 보관액의 오염도를 파악하고 살균하는 것이다. 이 군은 “뚜껑을 열었을 때 자동으로 LED가 켜지는 기능 등 작품 완성도를 높이기 위한 보조 기능을 탐구하겠다”고 말했다. 

대학에서 기계공학을 전공하겠다는 이 군은 "상을 받은 것에 매우 감사하고 주변에서 도움을 주신 선생님이나 선배들, 친구들에 고마움을 느낀다"며 "세상에 도움이 되는 기술을 개발하는 사람이 되고 싶다"고 말했다. 

과학기술정보통신부가 주최하고 동아일보사와 국립중앙과학관이 주관하며 에치와이(구 한국야쿠르트)가 후원한 ‘제43회 전국학생과학발명품경진대회’는 학생들의 창의적 아이디어를 구체화하는 과정을 통해 과학적 문제해결 능력을 배양하고 발명활동을 장려하기 위한 대회다. 1979년 제1회 대회를 시작으로 매년 대회가 개최돼 왔다. 대통령상에는 상금 800만원, 국무총리상에는 상금 400만원이 수여된다. 

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]