[재료 Talk!]  빛을 온전히 전송하기 위한 조건, 전반사

와이파이나 데이터를 사용하면서 통신이 불량해 불편을 겪으신 적이 있으신가요? 공유기의 문제인 경우가 대부분이지만, 간혹 공유기를 재시작해도 소용이 없을 때가 있어요. 이러한 경우, 바닷속을 잇는 해저 케이블이 끊어지거나 문제가 생겼을 가능성이 높아요. 인간의 어업 활동이 주된 원인이지만, 상어나 고래가 물어서 끊어지는 경우도 종종 발생한다고 하네요.

해저 케이블이란 전기나 통신을 전달하기 위해 바닷속에 깔아 놓은 매우 긴 전선이에요. 특히 통신 신호를 전달해주는 케이블은 광케이블로, 광섬유 다발로 이루어져 있어요. 광섬유는 전반사라는 성질을 이용해 빛을 손실 없이 빠르게 전달하는, 매우 얇은 유리 가닥을 꼬아 만든 섬유에요.

투명한 물컵에 물을 채운 뒤, 빨대를 넣으면 빨대가 구부러진 것처럼 보이는 현상을 기억하시나요? 이는 빛이 지나는 물질에 따라 진행 속도가 달라져서 일어나는 현상이에요. 따라서 물과 공기에서의 빛 진행 속도가 달라 두 물질의 경계에서 빨대가 꺾여 보이게 돼요. 공기와 물의 경계선에서는 이러한 굴절 뿐만 아니라 빛의 반사도 함께 일어나요.

하지만 빛이 들어오는 각도가 특정 각도 이상이면 굴절이 더 이상 일어나지 않고 전부 반사되어 버리는데, 이러한 현상을 전반사라고 해요. 반사되는 표면이 매끄러워야 하고, 반사되는 표면이 계속 이어져 있어야 한다는 제약이 있지만, 전반사를 이용하면 빛을 손실 없이 원하는 곳까지 전송할 수 있어요. 그 이유는 빛이 굴절할 경우 빛이 광섬유 바깥으로 나가게 되지만, 반사하면 광섬유 안에서 나아가기 때문이에요. 빛을 100퍼센트 반사하는 전반사의 경우에는 빛의 손실이 없겠죠? 이러한 특징 때문에 전반사의 원리를 이용한 광섬유를 현재 전세계에서 사용 중이랍니다.

레시피 #32 세계를 잇는 전선, 해저 광케이블의 지진 감지 능력  

[재료] 지진, 지진해일, 해저 광케이블, 파장

1. 온실가스로 수소 저장물질을? 새로운 전환 촉매 발굴

신재생에너지 중 하나인 수소에너지, 그동안은 안정성 문제로 수송이 어려웠었죠? 온실가스 속 CO2로 수소에너지 저장 물질을 만들어낼 수 있는 새로운 촉매가 개발됐어요. CO2는 줄이고, 수소에너지 저장은 쉬워지고, 그야말로 일석이조겠네요!

2. 신개념 홀로그램 기록 소재 개발

메타버스 구현을 위한 확장현실(XR)* 기술의 핵심! 바로 홀로그램인데요. 한국화학연구원에서 새로운 방식의 홀로그램 기록 소재를 개발했다고 해요. 기존에 사용되던 소재들보다 쉽게 홀로그램을 기록할 수 있고, 다양한 분야에 활용할 수 있다 하니 기대가 되네요! 

XR(확장현실)*: VR(가상현실), AR(증강현실), MR(혼합현실) 전체를 통틀어 일컫는 말