KISTI의 과학향기

이 작은 종이배는 ‘음향 홀로그램’으로 움직입니다.
수면에 이는 물결은 아래 스피커에서 나오는 초음파로 만들어집니다.
정확하게 말하면 스피커에서 나와 ‘홀로그램 판’을 통과한 파동이 물결을 일으키는 겁니다.
홀로그램 판에서 어떤 부분은 다른 부분보다 두껍습니다.
파동이 두꺼운 부분을 통과하는데 시간이 더 오래 걸리기 때문에 파동의 모양이 뒤틀리게 됩니다.
뒤틀린 파동은 수면에 닿으면서 물결의 모양을 결정합니다.
원을 따라 파도타기를 하는 것 같은, 작고 보이지도 않은 물결들이 배를 움직이는 겁니다.
이 기술을 이용하면 어떤 모양도 만들 수 있습니다.
비둘기 모양으로 해볼까요.
먼저, 컴퓨터로 비둘기 패턴을 홀로그램 판에 입힙니다.
이 패턴이 홀로그램 판의 모양을 만드는 겁니다.
그러면 3D 프린터가 이 디지털 무늬를 실제 홀로그램 판으로 만듭니다.
초음파 스피커 앞에 홀로그램 판을 놓으면, 무늬에 따라 일어나는 파동이 작은 입자들을 수면으로 밀어 올려 비둘기 무늬를 보여주게 됩니다.
입체적인 패턴도 만들 수 있습니다.
연구팀은 공중에 음향 패턴을 만드는 프로젝트를 진행하고 있습니다.
홀로그램 판은 위에 있습니다.
공기의 진동은 당연히 볼 수 없지만, 물방울 두 개만 놓으면 그 결과를 볼 수 있습니다.
진동하는 공기 분자들은 물방울이 제 자리에 떠 있도록 만듭니다.
물을 분사시키면 홀로그램 패턴을 더 자세히 볼 수 있습니다.
이 실험은 홀로그램 판 없이, 작은 스피커 여러 개를 배치해서 진행한 것입니다.
스피커의 볼륨으로 진동 패턴을 바꿔 작은 물방울들이 움직이게 할 수도 있습니다.
예를 들면 이것은 스피커 64개를 연결한 것입니다.
스피커를 더 많이 달면 더 복잡한 패턴을 꾸밀 수 있습니다.
비교해 보니, 3D로 인쇄한 홀로그램 판을 가진 스피커 하나가 작은 스피커 2만 개를 연결한 것과 맞먹습니다.
이런 기술은 언젠가 의학에서도 쓰일 수 있습니다.
의사는 이미 초음파로 신장 결석을 제거하는 수술을 하기도 합니다.
이 기술은 초음파 패턴을 필요한 곳에 필요한 만큼 집중시킬 수 있습니다.
연구팀은 현재 홀로그램으로 숫자를 만드는데 관심을 갖고 있습니다.