Technology Brief

  첨단세라믹스    해외기술정보

질화규소계 고온수소 분리막 개발
연료전지를 비롯한 차세대의 크린에너지원으로 수소가 주목을 받고 있다. (주)노리타케컴퍼니리미티드 연구개발 센터에서는 실온~800℃에서 수소를 분리할 수 있는 고온수소분리막 모듈을 개발했다.
이 수소분리막은 세라믹스의 1nm이하의 극미세한 세공을 이용하여 수소와 다른 가스를 나누는 것이다. 막은 질화규소계 재료의 다층구조로 되어 있고 다공질 질화규소 기재(세공경 1㎛), 다공질 질화규소 중간층(세공경 0.1㎛), 분리층(세공경 0.5nm)으로 형성되어 있다. 분리층은 폴리실라잔이라고 불리는 유기 - 무기 복합재료를 원료로 하여 형성하고 있다. 폴리실라잔은 불활성 분위기 하에서 1500℃정도에서 열처리하면 질화규소를 생성하는데, 이 수소분리막에서는 1200℃이하의 특수 분위기 하에서 열처리함으로써 Si-N-Si결합을 주로 하는 아모르파스 구조 속에 1nm이하의 세공을 형성하고 있다. 막이 모두 질화규소계의 재료로 구성되어 있기 때문에 실온~800℃라는 폭넓은 온도영역에 있어 수소농도 50%의 수소-메탄 혼합가스에서 수소를 90% 이상 분리할 수 있다. 이 수소분리막은 종래의 금속막·유기막에 비해 상당히 넓은 온도영역에서 사용할 수 있기 때문에 가정용·자동차용 연료전지 등의 수소제조에서의 수율 향상 뿐 아니라 화학플랜트에서의 수소회수, 나아가서는 수소 수송 등 다양한 용도에 이용할 수 있으리라 기대할 수 있다. (CJ)

초기 강도를 향상한 β-TCP 인공뼈 발매
올림퍼스 바이오 매터리얼(주)(사장 : 水野 均)은 β-인산3칼슘(β-TCP)를 성분으로 하는 뼈 보충재 오스페리온의 추가 라인냅으로서 지금까지의 오스페리온에 대해 초기 강도를 향상한 뼈 보충재 오스페리온 60의 과립 타입을 2006년 8월 1일부터 발매했다.
오스페리온은 β-TCP다공체로 된 뼈 보충재로 1999년 발매 후, 자가 뼈 치환의 특징이 시장에서 인정을 받아 메이저급 인공뼈로서의 지위를 얻어왔다. 속도 빠른 뼈 형성을 얻기 위해 그 기공률은 75%로 높고, 기공의 연통성이 우수하다는 점을 특징으로 하고 있는데, 높은 기공률이 가져오는 하나의 단점으로서 기계적 강도를 충분히 확보할 수 없다는 점이 있었다.
이번에 발매한 뼈 보강재 오스페리온 60은 위와 같은 점을 개선할 것을 목적으로 하여, 기공률을 60%로 낮춤으로써 기계적 강도의 향상을 꾀한 것이다. 종래의 오스페리온은 압축강도가 2~5MPa이었는데, 기공률을 낮춘 오스페리온60은 10~20MPa으로 압축강도가 향상했다. 이와 같은 뼈 보강재의 초기강도의 개선으로 뼈 결손부의 재료를 보충할 때에 압입(壓入)하는 방법이 가능하게 된다.
한편, 오스페리온60의 성분인 β-TCP는 뼈 조직 내에서 자가 뼈로 치환해 나간다는 특징이 인정되고 이는데, 오스페리온60은 기공률을 낮췄기 때문에 그 자가 뼈 치환속도는 저하하게 된다. 토끼의 대퇴골과부 5mm지름의 구멍에 재료를 충전한 실험에서는 오스페리온60은 종래의 오스페리온에 비해 6주에 자가 뼈 치환은 뒤쳐져 있었다. 그러나 12주에는 양호한 골량 구조가 형성되어 동물실험에서는 β-TCP의 자가 뼈 치환의 특징은 오스페리온60에 있어서도 확인되고 있다. 오스페리온60의 라인냅은 과립 타입으로, 입경이 1.0~3.0nm, 2.8~5.0nm, 4.7~8.0nm 등 3종의 사이즈, 내용량은 각각 2g, 5g입이 있다. (CJ)