신재료·신기술    해외정보

발광의 세기 열로 제어하는 유기화합물 발견
東京대학생산기술연구소의 荒木孝二 교수와 務臺俊樹 조교는 발광의 세기를 열로 제어할 수 있는 새로운 유기화합물을 발견했다. 가열하면 화합물 내부의 결정의 모양이 변해서 발광강도에 10배의 차이가 생긴다. 이 성질을 잘 활용하면 전혀 새로운 타입의 광디스크를 개발할 가능성이 있다.
연구팀이 발견한 것은‘텔필리진’이라고 하는 유기화합물이다. 자외선이 닿으면 청색광을 발하는 성질을 가진다.
화학물질 내부의 결정 상태는 바늘 모양일 때와 판 모양일 때가 있다. 연구팀은 결정이 판 모양일 때, 바늘 모양일 때의 10배의 세기로 발광한다는 것을 실험을 통해서 밝혀냈다.
결정구조는 히터로 열을 가하기만 하면 되는 간단한 조작으로 바꿀 수 있다. 바늘 모양 결정이 섭씨 약 89도에서 1분 정도 가열하면 판 모양의 결정으로 바뀐다. 판 모양의 결정을 바늘 모양으로 되돌릴 때에는 섭씨 100도에서 약 1분 가열한다.
발광의 세기에 따라 ‘0’, ‘1’을 기억하는 새로운 타입의 광디스크를 개발할 수 있을 가능성이 있다. 정보를 기입할 때에는 레이저광 등으로 가열해서 결정의 구조를 바꾼다. 정보를 읽을 때에는 자외광을 쏘여서 나오는 빛의 세기를 검출한다. 기존의 광디스크와 비교해서 감도가 높아질 가능성이 있다고 한다.
유기물질을 다른 분자를 결합시켜서 발광특성을 제어하는 시도는 있었으나 결정의 구조를 바꾸는 이번 방법 쪽이 간편하여 범용성이 높으리라 보인다. 연구팀은 앞으로 같은 특성을 가진 다른 유기화합물도 탐색한다. 결정구조에 의해 발광하는 색이 다른 새 재료도 발견하고 싶다고 한다. (일경산업)

CO2를 흡수·분리하는 세라믹스 소재 개발
하우스 재배로 실증실험
東芝는 이산화탄소(CO2)를 반복해서 흡수·분리할 수 있는 세라믹스 소재를 개발, 하우스 재배에서 CO2를 재이용하기 위한 실증실험을 올 가을부터 시작한다. 실험기간은 2년 예정으로, 성능을 확인하게 되면 제품화에 들어간다.
개발한 것은 리튬실리케이트에 티탄산칼륨을 넣어서 공 모양으로 가공한 세라믹스이다. 섭씨 700도 미만에서는 CO2를 흡수하고, 동 700도 이상에서는 방출하는 성질을 가진다.
실험은 농업·생물계 특정 산업기술연구기구와 공동으로 靜岡縣과 廣島縣의 하우스 재배 종가에서 한다.
야간에 하우스 안을 난방하는 공조기에서 나오는 CO2를 세라믹스로 흡수하고, 낮에는 광합성을 촉진하기 위해 흡수한 CO2를 방출시킨다.
하우스 재배에서는 광합성의 능력을 높이기 위해 낮에는 등유나 가스를 연소시켜서 하우스 안의 CO2 농도를 높이고 있다. 야간에 방출하는 CO2를 세라믹스를 이용하여 주간에 재이용할 수 있게 되면 CO2 배출량을 70~80% 삭감할 수 있으리라 시사하고 있다. (NK)

세라믹 단열섬유 생산 확대
이소라이트工業은 2006년 4월까지 단열재로 사용하는 세라믹스파이버를 국내외에서 증산한다. 일본 국내에서는 철강이나 반도체산업용으로 내열성 높은 제품의 생산량을 3배로 늘린다. 해외에서는 공업로용 단열재의 생산량을 36% 증가한다.
일본 내에서는 4월에 매수·자회사화한 ITM(千葉縣 神崎町)의 생산라인을 증강하여 섭씨 1300도 이상까지 견딜 수 있는 ‘알루미나파이버’의 생산량을 현재의 연 100톤에서 동 300톤으로 늘린다. 투자액은 4억 엔이다. 제철소에서 반제품으로 가열하는 로와 반도체 공장의 소성로용 등의 수요확대에 대비한다.
해외에서는 중국· 江蘇省의 공장에서 내열온도가 섭씨 1300도 이하인 단열재의 생산량을 연 5천 5백 톤에서 동 7천 5백 톤으로 올린다. 투자액은 3억 엔으로 중국 국내용만이 아니라 철강, 요업용으로 수요가 늘고 있는 중근동 지역에 대한 수출도 확대한다.
세라믹파이버는 공업로 등의 주변을 덮어 주변으로 열이 새어나가지 않도록 한다. 이소라이트工業의 2005년 1분기 세라믹파이버 사업의 매상고는 약 35억 엔이며 일본 내 점유율은 약 40%의 최대 기업이다. (일경산업)

세리아계 지르코니아 나노 복합 신소재
치과 크라운 코어재에 응용, 내충격성 3배로
松下電工(주)(大阪府 門眞市)은 新原晧一 大阪대학 명예교수 등과 공동 개발한 강도, 인성, 열안정성이 우수한 ‘세리아계 지르코니아 나노복합 신소재’를 치과 등 생체관련 분야에 응용전개한다. 이 소재는 이트리아계 지르코니아와 동등한 강도, 경도와 3배의 내충격성(인성치)을 가지며, 동시에 이트리아계 지르코니아의 본질적 결점인 저온열화를 극복한 생체 내에서 장기 안정적으로 사용할 수 있는 유일한 지르코니아 재료 후보이다.
지르코니아 결정립 안에 나노미터 사이즈의 알루미나 입자를 분산시킴으로써 세리아계 지르코니아가 가진 우수한 열안정성과 높은 인성치를 유지한 채, 그 결점이었던 저강도, 저경도를 비약적으로 향상할 수 있었다. 또 알루미나와 지르코니아 등의 세라믹스는 본래 수산화 아파타이트와 같은 생체활성기능은 없다. 그러나 이 신소재에 95℃에서 며칠간, 산 또는 알칼리 처리를 하고 그 표면에 Zr-OH기를 도입한 후, 사람의 체액과 거의 같은 무기이온 농도를 갖는 의사체액 속에 침적하면 표면에 골유사 아파타이트가 형성된다는 것을 확인했다. 이것은 생체 뼈와 직접 화학 결합하는 생체활성기능의 부여가 가능하다는 것을 시사한다.
올봄, 크라운용 세라믹 코어를 형성하는 피가공 부재로서 유럽에 판매했다. 일본에서의 발매는 미정이다. 세라믹 코어재의 후보로서는 알루미나, 이트리아계 지르코니아가 있는데, 알루미나는 강도물성면, 이트리아계 지르코니아는 내충격성면, 및 저온열화에 의한 구강 내 환경 하에서의 장기 안정성이 불안했다. 
앞으로 이 신소재는 치과 크라운 코어재뿐 아니라 생체활성이 필요한 각종 임플란트 부재나 긴 수명을 실현할 올(all) 세라믹스제 인공관절의 접동(摺動) 부재 등 생체관련 분야에 폭넓게 전개될 것으로 기대된다. (CJ)

화소 수 2~5배  풀하이비전 플라즈마용 기술 개발
가스봉인벽 간격 반으로
東レ는 플라즈마 텔레비전을 발광시키는 화소에 의한 가스를 봉인하는 격벽(隔璧)의 간격을 반으로 좁히는 신기술을 개발했다. 화소 수가 현행의 슬림형 텔레비전의 2~5배인 차세대형 풀하이비전 텔레비전의 실용화에는 격벽의 간격을 좁혀서 같은 면적에 보다 많은 가스를 봉인하여 단위면적 당의 화소수를 늘리는 일이 불가결하다. 플라즈마 텔레비전 수위의 松下電器産業에 신기술을 전면 공여한다. 격벽은 키세논과 헬륨가스를 봉입하여 화면을 발광시키기 위해서 불가결한 기간소재이다. 유리 기판에 금속 등의 가는 입자를 부딪쳐서 격벽 부분만을 남기고 깎아내는 ‘샌드브라스트법’이라고 불리는 방식으로 형성한다. 격벽의 간격을 좁히면 입자의 움직임의 제어가 어려워 원료 대비 완제품의 비율이 저하된다고 한다.
새로운 ‘감광성 페이스트법’은 빛을 조사하면 경화하는 감광제를 유리에 혼합했다. 노광 후, 경화한 부분을 격벽으로 남기고 불필요해진 감광제를 알칼리 용제로 제거한다. 입자를 사용하지 않으므로 미세가공을 하기 쉬워서 격벽의 간격이 좁아져도 대응하기 쉽다. 제조공정도 샌드브라스트법의 7가지 공정에 대해 4가지 공정이면 되므로 설비투자나 제조시간을 절약할 수 있다.
풀하이비전 플라즈마 텔레비전(수평방향 천9백20×수직 1080화소)실용화에는 격벽의 간격을 42인치형이 150마이크로미터(현행 300마이크로미터), 50인치형이 200마이크로미터(280마이크로미터), 65인치형이 250마이크로미터(동 360마이크로미터)로 현 시점보다 50-30% 좁힐 필요가 있다. 신기술로 어려웠던 격벽의 간격을 좁힐 수 있다.
東レ는 2000년에 패널 제조로 松下電器와 설립한 松下플라즈마 디스플레이(大阪市)를 통해서 신기술을 공여한다. 우선은 65인치형 풀하이비전 플라즈마 텔레비전 제조에 활용했다. 松下도 신기술로 파이오니아와 日立製作所 등 경쟁 타사와 차이를 둔다. (CJ)