수소의 생성을 위한 금, 구리 나노 입자
뉴욕에 위치한 미국 원자핵 물리학 연구소인 국립 브룩헤이븐 연구소(Brookhaven National Lab)에서의 X-ray 연구는 연료 전지의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 가격과 더욱 효율적인 촉매 작용에 초점을 맞추고 있다. 가장 기대되는 이 연료 전지 기술이 가지고 있는 중요한 문제는 반응을 일으키는 같은 수소 함량을 갖는 물질들이 종종 많은 양의 일산화탄소를 포함하고 있다는 것이다. 일산화탄소는 수소를 전기로 변환시키기 때문에 연료전지의 백금 촉매를 방해하며, 효율이 지속적으로 악화되어 결국 새로운 장비로 교체해야만 한다. Jose Rodriguez는 “우리는 많은 양의 일산화탄소를 제거하는 동안 수소를 생성할 수 있는 촉매를 찾고 있는 중이다”라고 한다.
일산화탄소를 제거하는 한 가지 방법은 ‘수성가스변환’반응으로 잘 알려진 공정으로 수소 가스와 이산화탄소를 생성하기 위하여 일산화탄소와 물을 반응시키는 것이다. 여기에 적절한 촉매를 사용하면 수성가스변환 반응으로 일산화탄소를 이산화탄소로 거의 100% 변환시킬 수 있을 것이다.
연구자들은 브룩헤이븐의 국립 싱크로트론 광원((Brookhave
ns National Synchrotron Light Source)에 있는 촉매 특성 기술을 이용하여 금속 위에 입혀진 금이나 구리의 나노 입자들이 이 촉매 역할을 한다는 것을 발견하였다. 국립 싱크로트론 광원(National Synchrotron Light Source)의 X-ray 회절, 흡수와 분광학 연구를 통하여 Rodriguez의 연구원들은 구리를 금으로 대체할 수 있다는 것을 증명하였다. 금 나노 입자들은 지속적으로 좋은 촉매 활동을 하지만, 구리 또한 금과 거의 같은 반응을 하며 가격 면에서 구리가 금보다 훨씬 저렴하다. (ACB)

형광등에서 전력 얻을 수 있는 소형기기용 장치 개발
자계의 변화 이용
NEC는 시판되는 형광등에서 전력을 얻을 수 있는 장치를 개발했다. 형광등에서 발생하고 있는 자계를 이용하여 전기를 끌어낸다. 형광등만 있으면 소형의 전자기기를 설치할 수 있다고 한다. 1, 2년 이내의 실용화를 목표로 하고 있다.
개발한 것은 링 모양의 장치로 인버터형 형광등에 이어서 사용한다. 형광등에 흐르는 전류에 의해 자계가 발생, 자계가 변화했을 때에 생기는 전계를 이용하여 발전한다. 최대 60밀리와트의 전력을 발생시킬 수 있다고 한다.
새 기술을 사용하면 전원공사 등을 하지 않아도, 콘센트가 없는 천장에 소형전자기기를 부착하여 전기를 공급할 수 있게 된다.
NEC는 지금까지 적외선으로 지도보다 자세한 위치정보를 송신할 수 있는 소형 발신기를 개발해 왔다. 새 기술을 이용하면 발신기의 전력을 공급할 수 있다고 한다. (일경산업)

캐퍼시터 충방전 성능을 향상시키는 기술 개발
東海大學은 단기간에 충전이 가능한 전원 ‘캐퍼시터’의 성능을 높이는 기술을 개발했다. 전극에 나노테크놀로지(초미세 기술)소재를 사용했다. 충방전할 때에 잃는 전기에너지를 종래보다 10% 줄일 수 있었다. 대형화하여 하이브리드 자동차 등의 보조전원으로 사용할 수 있게 된다면 보조전원의 축전 효율이 10% 개선된다고 한다. 개발한 것은 ‘전기 2중층 캐퍼시터’이다. 東海大의 壓善之 강사는 50밀리그램의 활성탄에 직경 10나노미터, 길이 100마이크로미터의 카본나노튜브(통상 탄소분자) 10밀리그램을 더해 직경 약 1센티미터, 두께 1밀리미터의 원형 전극을 만들었다.
종래품의 전극은 활성탄에 아세틸렌 블록을 더해서 만들었다. 東海大는 보다 도전성이 높은 카본나노튜브를 채용하여 전극의 저항을 종래품의 약 4분의 1인 2.5옴으로 낮추었다. 또한 개발한 전극으로 캐퍼시터를 시작한 결과, 축전양은 두께 3밀리미터로 2.5패러드가 되어 종래와 비슷한 정도가 되었다.
전극의 저항을 낮춤으로써 전기가 잘 흐르게 되어 캐퍼시터의 충방전 성능이 향상된다. 예를 들면, 하이브리드 자동차 등의 보조전원의 경우, 감속할 때에 발생하는 전기는 캐퍼시터에 충전할 때의 손실 에너지를 줄일 수 있다. 충전된 전기는 가속 시에 이용할 수 있으므로 연비 개선으로 이어진다.
壓善之 강사는 ‘대형설비를 사용하여 전극을 늘이면 연료전지 자동차용 캐퍼시터의 제조가 가능하다’고 말하고 있다.
  캐퍼시터는 보통의 전지와 달리 화학반응을 동반하지 않고 축전하는 시스템이다. 충전 시간이 짧은데다가 충방전을 거듭해도 용량이 저하되지 않는다. 자동차의 보조전원으로서 실용화가 시작되었는데 급속 충전할 수 있는 휴대용 전자기기 등에 대한 응용도 기대되고 있다. (일경산업)

자외선을 조사하면 변색하는 금속 개발
금속가공의 메탈테크(東京·墨田, 사장 木野保幸)은 자외선이 닿으면 녹색이나 청색으로 변화하는 금속재료를 개발했다. 자동차 부품 등의 일부분에 조합시키면 순정품인지 아닌지 등의 판별에 이용할 수 있다. 자동차 부품 메이커 등에 판매하여 조기의 실용화를 목표로 하고 있다. 개발한 금속재료는 희토류로 분류되는 복수 종류의 금속을 섞어서 만들었다. 파장이 475나노미터의 자외선이 닿으면 청색이나 녹색, 적색으로 변한다. 금속부품의 일부분에 도입하거나, 첨가하거나 하면 위조품인지 아닌지의 구분을 아주 간단히 할 수 있게 된다고 한다.
자동차 부품은 각인이나 바코드로 위조품인지 아닌지를 판별한다. 새로 개발된 금속재료는 평상시는 금속부품과 일체화되어 있어 어느 부분에 넣어져 있는지 혹은 첨가되어 있는지 알지 못한다. 따라서 각인 등에 비해 위조를 방지하기 쉬우리라 보고 있다.
금속부품의 종류에 따라 다르지만 1개 당 몇 엔이면 도입할 수 있다고 한다. 위조품의 구분에서는 IC태크를 이용하는 방법도 생각할 수 있지만, 1개 당 10엔 정도라고 한다. 원가면에서도 충분히 경쟁력이 있다고 보고 있다. (일경산업)

형광 유리 SRMs- 분광을 위한 새로운 도구
미국 NIST의 연구진은 형광물질을 이용하여 분석 장치를 수정하고 데이터 값을 확인해 줄 수 있도록 해줄 두 개의 새로운 보정 도구를 개발하였다고 발표하였다.
최근에 형광을 이용한 분석 장치가 많이 개발되고 있는 추세이다. 연구진은 분광 기술을 이용하여 화생무기에 포함되어 있는 미지의 물질을 검출, 측정하고 확인할 수 있다.
형광 분광분석에서, 과학자들은 특정 파장의 빔을 시편에 조사하여 특정 형광 레벨의 전자를 여기시켜 측정할 수 있는 에너지 레벨을 가진 파장의 빛을 방출하게 된다. 이러한 분광 신호는 형광 분광기에 의해 기록되고 다른 형광 물질과 구별된다.
이러한 분석은 검출 감도가 매우 정밀하고 기기 품질 검증 또는 방법의 유효성을 인증하기 위한 표준이 요구되는 곳에서 현재 사용되고 있다. 이러한 요구사항을 만족시키기 위해서, NIST는 껌 포장 용기 크기만한 두 가지 사용가능한 형광 유리 표준 참조 물질(SRM)을 개발하였다. 이 물질은 상대 강도를 이용하여 형광 방출 스펙트럼을 보정하는데 사용될 수 있다. 
·SRM 2940 (오렌지색)는 412nm 파장의 빛이 조사되었을 때 500~800nm의 파장을 갖는 빛을 방출한다.
·SRM 2941(녹색)은 427nm 파장의 빛이 조사되었을 때 450~650nm의 파장을 갖는 빛을 방출한다.
예를 들어 형광 분석기를 보정하기 위해 SRM 2941을 사용할 때에는 유리를 427nm의 파장을 갖는 빛을 조사하여 여기시키고 450nm에서 650nm의 형광 방출을 수집하게 된다. 그러고 난 후 측정된 강도와 확인된 값을 비교함으로써 장비의 분광 보정 인수가 결정되게 된다. 450nm에서 650nm의 빛을 방출하는 장치에 들어간 미지의 시편의 스펙트럼은 넣고 실제 스펙트럼 형태를 보정할 수 있게 된다. 이러한 표준들은 광열화에 대한 저항성이 있어, 표준 인정에 뛰어난 성능을 보이게 해준다. 연구원들은 같은 조건에서 형광 강도만을 측정함으로써 그날그날의 기기 성능을 평가할 수 있게 된다. (ACB)

백금 나노 결정의 급격한 촉매 작용
미국 애틀랜타 주의 Geogia Institute of Technology와 중국의 Xiamen 대학의 연구팀은 24면체의 나노결정 형태를 가진 새로운 형태의 백금을 만들어냈다.
이 테트라헥사헤드랄(tetrahexahedral) 구조는 금속에서는 발견된 적이 없는 형태로서, 연료 전지에서 촉매로 작용하고 수소 발생시키는 것과 같은 화학작용의 효율을 향상시킬 것으로 예상된다. 이들 나노결정의 단위 면적당 촉매 활동은 기존 상업적으로 판매되고 있는 백금 촉매에 비해 4배 더 높은 것으로 나타났다.
“만약 수소의 경제성이 가장 중요하다고 생각한다면, 더 우수한 촉매를 필요로 하게 될 것입니다.” ACerS의 멤버이자 Geogia Tech의 재료공학부 교수인 Zhong LIn Wang이 말했다. “이 새로운 형태의 백금 촉매 나노입자는 그 촉매 활동을 크게 향상시킬 것입니다. 이 촉매는 높은 에너지 표면을 가진 금속 나노결정을 만드는 새로운 방법을 제시하고 있는 것이기도 합니다.”
탄소 기판 위의 백금 나노구로 부터 화학적으로 생산해낸 이 새로운 나노결정은 고온에서도 안정하다. 이 나노 입자의 크기는 입자에 가해주는 ‘사각 파동’ 형태의 전압의 사이클 수에 따라 조절이 가능하다.
이공정은 반드시 미세하게 조절이 되어야 하지만 연구진들은 공정 조건을 변화시킴으로써 입자의 크기를 조절할 수 있다는 것을 알아냈다. 지금까지 연구진들은 목표한 나노입자의 크기를 가장 큰 것과 작은 것의 편차를 단 4.5%이내로 만들어 냈다.
비록 나노결정이 기존의 상업적으로 판매되고 있는 촉매보다 단위면적당 4배 정도 촉매 작용이 활발하지만, 새로운 구조는 단위 중량당 활동성은 낮은 것으로 나타났다. 그 기유는 기존 백금 촉매 형태보다 20배가량 크기 때문이다.
“우리는 이들 나노결정을 형태는 유지하면서 크기는 줄이는 방법을 찾아야 합니다.” Wang이 덧붙였다. “만약 우리가 공정 조건을 더 잘 조절하여 그 크기를 줄일 수 있다면, 우리는 엄청난 효율로 수소를 생산할 수 있는 촉매 시스템을 갖게 될 것입니다.”
주사 전자 현미경을 통해 지금 평균이 81nm이며 가장 작은 결정은 20nm였음을 알 수 있다. 현미경 사진으로 내부에 전위가 없는 단일 결정임을 알 수 있다. (ACB)