이미지 출처: NASA 물고기 어항의 물 상태가 달라지면 생기는 일 집에서 작은 어항을 가꾸며 열대어를 키워본 적이 있으신가요? 맑고 투명해 보이는 물이라도 화학적 성질이 조금만 흔들리면 물고기들이 숨을 헐떡이며 수면 위로 올라오곤 해요. 눈으로 보기에는 아무런 문제가 없어 보여도 물속 생태계는 아주 민감하게 반응하기 때문이에요. 수조 안의 수소 이온 농도가 기준치를 벗어나면 생물들에게 치명적인 변화가 일어나요. 수소 이온 농도 지수인 pH가 너무 높아지면 물고기가 배출한 암모니아가 강한 독성을 띠게 돼요. 반대로 pH가 낮아지면 일반적으로 노폐물을 분해하는 박테리아가 기능을 멈추게 되지요. 결국 눈에 보이지 않는 물의 산도 균형이 무너지면 수조 전체가 위험해져요. 이런 골칫거리를 해결하려고 직접 나선 사람이 있었어요. STAC의 전 부국장이었던 마이크 모리스는 가정용 수족관을 위한 pH 모니터를 개발하고 판매하기 위해 pHish Doctor, Inc.를 설립했어요. 물속 환경을 실시간으로 확인하고 싶어 하던 수많은 애호가의 바람을 제품으로 풀어내려 한 셈이에요. 물속 상태를 정확히 확인하려는 노력이 구체적인 결과물로 이어졌어요. pHish Doctor라는 모니터는 센서 스트립과 색상표로 구성되어 수족관의 pH 수준을 지속해서 측정해요. 물속에 담가둔 띠가 색을 바꾸며 현재 상태를 알기 쉽게 보여주니 초보자도 쉽게 물을 관리할 수 있었어요. 빛과 색으로 용액의 화학 조성을 읽어내는 원리 용액의 성질을 알아내는 방식은 생각보다 아주 직관적인 물리 법칙에서 출발해요. 학창 시절에 리트머스 종이에 식초나 비눗물을 떨어뜨려 색이 붉거나 푸르게 변하는 모습을 관찰했던 기억이 나실 거예요. 특정 화학 물질은 주변의 수소 이온 농도에 따라 고유하게 결합하면서 빛의 파장을 다르게 흡수하거나 반사해요. 이 원리를 정밀한 광학 센서로 옮겨오면 훨씬 더 정밀한 측정이 가능해져요. 센서 끝부분에 화학 시약을 얇게 바른 뒤 그곳에 특정 파장의 빛을 쏘아 보내는 방식을...