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머리카락으로 습도 재는 기술 개발…진동수로 정밀 측정

송고시간2019-05-02 12:00

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KAIST·KIST 연구진 "기계 공진기 이용…건강 진단에도 응용"

미용실 머리카락 손질
미용실 머리카락 손질

[게티이미지뱅크 제공]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 속절없이 빠져서 버려지던 머리카락이 습도 측정 재료로 재탄생했다.

한국연구재단은 한국과학기술원(KAIST) 이정철 교수와 한국과학기술연구원(KIST) 윤여원 연구원이 머리카락 기반 기계 공진기를 통해 정밀하게 습도를 재는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

머리카락은 습한 환경에서 더 길어지는 특성을 보인다.

주성분인 케라틴 단백질이 습도에 따라 팽창하는 현상 때문이다.

상대 습도가 0%에서 100%로 증가할 때 2% 이하로 길어지는 것으로 알려졌다.

스위스 과학자이자 산악인 오라스 소쉬르는 1783년에 이런 현상을 이용해 머리카락 습도계를 만들었다.

고산 등반 같은 특수한 환경에서 여전히 쓰이는 이런 방식의 습도계는 그러나 반응 속도가 느리고 지속해서 수치를 보정해야 한다는 한계가 있다.

머리카락 기계 공진기 개요와 제작 방법
머리카락 기계 공진기 개요와 제작 방법

[한국연구재단 제공=연합뉴스]

연구팀은 머리카락 습도계를 새로운 방법으로 재구성했다.

길이가 아닌 공진 주파수(자유 진동할 때의 고유한 진동수와 거의 유사한 진동수)를 측정하는 게 골자다.

습도가 증가하면 머리카락이 길어지면서 공진 주파수가 감소하는 경향을 이용했다.

연구팀 습도계는 머리카락을 기타 줄처럼 팽팽하게 고정한 뒤 광학적 측정용 금을 증착한 형태다.

실제 레이저를 이용해 공진 주파수를 쟀더니 아주 정밀하게 습도를 확인할 수 있었다고 연구팀은 설명했다.

습도 변화에 따른 머리카락 변형률 측정
습도 변화에 따른 머리카락 변형률 측정

[한국연구재단 제공=연합뉴스]

이정철 KAIST 교수는 "생활 쓰레기로 여겨지는 짧은 머리카락을 이용해 친환경적 습도 센서를 만들었다"며 "머리카락 물성 측정은 사람의 건강 상태나 질병을 분석하는 데에도 응용할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 지난달 23일 국제학술지 '센서스 앤 액추에이터스'(Sensors and Actuators: B Chemical)에 실렸다.

습도 변화에 따른 공진 주파수 변화
습도 변화에 따른 공진 주파수 변화

[한국연구재단 제공=연합뉴스]

walden@yna.co.kr

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