티탄합유 광촉매 + 금속 나노 촉매
과산화수소를 효율적으로 합성
大阪대학 대학원 공학연구과의 山下弘巳 교수, 森浩亮 조교 등은 나노세공(細孔)공간을 가진 제올라이트 등의 골격 안에 티탄을 함유한 싱글사이트 광촉매를 사용한 금속나노입자 촉매를 개발한다. 이것을 환경부하가 낮은 산화제인 과산화수소의 합성에 우수한 금속나노입자 촉매의 개발로 연결시킬 생각이다.
앞으로는 금속나노입자 촉매와 싱글 사이트 광촉매를 활용한 원폿트(하나의 반응용기 안)합성법의 개발로 이어나간다.
싱글사이트 광촉매는 나노 세공 공간을 가진 제올라이트나 실리카에 티탄을 함유한 광촉매. 일반적인 이산화티탄 광촉매에 비해 전자와 정공의 포착 사이트가 인접해 있고 광촉매 반응성도 다르다.   
싱글사이트 광촉매인 티탄 함유 제올라이트와 팔라듐(Pd) 나노입자 원료의 혼합액에 자외광을 조사하여, 팔라듐 나노입자를 합성했다. 그러자 입자 지름이 약 1나노미터인 균일한 Pd입자를 얻을 수 있었다.
Pd입자를 담지한 티탄함유 제올라이트를 사용하여 액 속에 수소와 산소를 버블링하여 과산호수소를 직접 합성할 수 있었다. 종래 금속염의 수용액에 티탄 함유 제올라이트를 담그는 함침법으로 Pd촉매를 담지했던 것에 비해 과산화수소 직접 합성능은 약 2배로 높아졌다.
앞으로는 조사할 빛의 강도와 파장을 변화시켜서 석출할 나노이자의 사이즈와 형태 제어를 위해 노력해 나갈 것이다.
또 금속나노입자 촉매 위에서의 과산화수소 합성과 싱글사이트 촉매 상에서 과산화수소를 산화제로 한 유기물의 선택적 산화반응을 실시, 원포트로 하는 고효율 고선택성을 가진 합성을 실현시킬 생각. 일경산업

리튬이온 고입출력
하이브리드 자동차 가속성능 향상
大가스가 전지 부극(負極) 재료
大阪가스는 리튬이온의 고입출력을 가능케 한 전지 부극 재료 「ICOKE(아이코크)」를 개발했다. 단위시간 당 끌어낼 수 있는 전류는 종래 리튬전지 부극재료보다 약 30%커서 하이브리드 자동차에 응용했을 경우, 가속성능의 향상에 도움이 된다. 전지 메이커의 시험평가를 거쳐 실용화할 계획이다.
리튬이온전지의 부극 재료는 탄소 망면(網面)이 적층한 구조를 갖는다. 부극재를 만들 경우, 2800℃ 정도에서 열처리하면 망면층이 정돈되어 리튬이온이 축적되기 쉬운 구조가 되어 용량이 커진다. 이번에 2000~2200℃에서 처리하여 망면을 난층구조로 했다. 그 결과, 리튬이온의 축적 스페이스가 줄어든 반면, 그 이온의 이동 부분이 늘어남으로써 고입출력이 가능하게 되었다.
하이브리드 자동차용 리튬이온전지의 실용화에 대해서는 장거리 주행으로 이어지는 대용량화의 연구가 우선되어 있다. 한편 액셀을 밟았을 때의 부드러운 가속이 요구되고 있어, 大阪가스에서는 고입출력에 역점을 둔 부극 재료의 개발을 추진해 왔다. 새 부극재료는 충방전의 사이클을 50회 정도 반복해도 용량변화는 거의 없다고 한다.
일반적으로 하이브리드 자동차는 니켈 수소전지를 채용하고 있다. 한편 주행성능의 향상이 전망되는 배터리로서 리튬이온전지가 주목을 모으고 있지만, 실용화를 위한 문제점의 하나로서 가속성이 나쁘다는 점이 지적되고 있다. 일간공업

GaN 미세구조를 이용한 다색 LED
백색·중간색의 발광 가능하게
京大와 日亞化學
京都대학 대학원 공학연구과의 川上養一 교수, 船戶充准 교수와 日亞化學工業(德島縣 阿南市)는 질화갈륨의 마이크로 미터 사이즈의 미세구조를 이용하여 백색이나 중간색의 발광이 가능한 다색발광다이오드(LED)를 개발했다. 미세구조는 대형상(臺形狀). LED 주에서 폭이나 높이가 다른 미세구조의 존재비율을 바꾸면 발광색을 바꿀 수 있다. 관광지의 조명이나 의료용 조명 등 목적에 따라 발광색을 바꿀 수 있는 테일러 메이드 조명의 개발로 이어진다.
개발한 LED의 발광층은 인듐 질화 갈륨 양산 나노구조. 이 LED는 현상의 청색LED를 이용한 백색발광에 필요한 형광체가 불필요하여 색 변환에 따른 에너지 손실이 없다. 미세 구조로 현상의 평면구조에 의한 LED에 비해 발광효율도 높다고 생각된다.
실험에서는 미세구조 속의 다른 면에서 파랑, 빨강, 노랑의 발광이 가능하며, 색을 혼합함으로써 형광등과 동등한 백색발광에 성공했다. LED는 원리적으로 파랑, 녹색, 빨강의 단색 광원이지만, 개발한 LED에서는 청색이나 녹색의 중간색 발광에도 성공했다. 이번 실험에서는 실시하지 않았지만 미세구조가 있는 결정면마다에 전극을 부착하여 전압을 제어하면 색 조정도 가능. 일간공업

물 90%의 재료 필름화에 성공
川村理化學硏, 3월에 제품화
川村理化學硏究所(千葉縣 佐倉市, 이사장 奧村晃三)은 약 90% 물로 만든 재료 「히드로겔」의 필름화에 성공했다. 종래는 연약해서 필름화할 수 없었으나, 재료 속에 2% 포함된 합성점토를 화학반응의 결합점에 사용함으로써 강도를 높여서 실현했다. 신재료를 늘리면 원래의 크기에서 10배 정도 늘어나 고무 대체로서 사용할 수 있다. 석유에러 유래된 원료의 사용량을 억제할 수 있다는 점을 무기로 大日本잉크化學工業과 협력하여 지난 3월에 양산, 제품화하기 시작했다.
신재료는 유기와 무기의 재료를 나노미터 단위에서 복합화한 것. 원료는 물이 88%, 아크릴미드계 수지 10%, 점토 2%. 점토를 가교라고 하는 화학반응의 결합점으로 사용함으로써 필름처럼 박막화할 수 있었다. 막 두께는 수 십 마이크로미터에서 수 백 마이크로미터의 범위에서 조정할 수 있다.3월부터 수술 전의 모의실험에 사용하는 의사 표피재료로서 재생의료 메이커에 출하하는 이외에 막상(膜狀)이므로 전지용 전해질막으로서의 응용도 기대할 수 있다고 한다. 일경산업

物材機構
물질·재료연구기구는 축구공 모양의 탄소분자 「플라렌」을 이용하여 물을 튕겨내는 초발수 박막을 제작했다. 플라렌 화합물을 자기 조직화시켜서 직경이 마이크로미터 사이즈인 구상 미립자를 만들고, 이것을 기판 모양으로 도포하여 박막화했다. 연꽃잎을 본뜬 표면구조를 인공적으로 만들었다는 것이 특징으로, 플라렌의 새 용도로서 기대할 수 있을 것 같다.
연구에서는 플라렌 위에 끈처럼 긴 알킬 고리라는 구조를 3줄 자라게 한 분자를 합성. 이것을 유기용매 속에서 자기 조직화시켜 구상 미립자를 제작했다. 또한 이 미립자의 분산액을 기판 위에 도포하여 건조시키면 미립자가 적층화한 박막을 만들 수 있다.
이 박막 위에 물방울을 떨어뜨리자 박막 표면에서 물을 튕겨내는 초발수의 현상을 관찰할 수 있었다. 막 위에서의 물의 접촉각을 측정한 결과, 152℃에서 36시간 이상 노출시켜도 표면형상, 초발수성에 변화는 보이지 않으며 아세톤이나 에탄올 등의 극성 유기용매나 산성, 염기성 수용액에 담가도 접촉각의 변화가 보이지 않는 등 우수한 내구성을 보였다. 일간공업

초전도 효과로 고효율 발광
양자정보통신용 北大 등이 LED
北海道大學의 末完幾夫 교수 등은 현재의 정보통신기술에 비해 극히 안정성이 높은 「양자정보통신」을 실현할, 초전도 기술을 사용한 발광다이오드(LED)를 개발했다. 초전도와 광통신을 연결하는 신기술로, 종래보다 약 20배 이상 LED의 빛을 발생시킬 수 있었다.
과학기술진흥기구(JST)가 조성한 연구프로젝트의 성과. 기업 측은 浜松호토닉스와 NTT가 참여. 北大이외에 東京理科大學, 室蘭工業大學이 연구에 협력했다.
연구팀은 광화이버 통신에서 유효한 1.6마이크로미터 통신파장 대의 LED의 초전도 전극을 형성. 여기에 미약한 전류를 통과시키면 초전도 효과로 높은 발광효율을 나타낸다는 것을 확인했다.
초전도와 광통신은 양자정보통신의 기반기술로서 지금까지 각각 따로 연구가 이루어져 왔다. 두 영역을 잇는 이번에 개발한 LED는 정보처리에 적합한 초전도 상태에서 장거리 통신을 가능하게 하는 광자 상태로 변환하는 유력한 디바이스가 된다. 일간공업

실리콘웨이퍼
화학약품을 사용하지 않고 50마이크로미터로 디스코 지립(砥粒) 미세한 연마제
반도체의 절삭, 연마장치 대기업인 디스코는 사용할 지립을 미세화한 반도체 연삭재를 개발했다. 반도체 회로를 구운 실리콘 웨이퍼를 화학약품을 사용하지 않고 50마이크로미터 이하로 얇게 만들 수 있다는 것이 특징. 휴대전화 등에서 복수의 반도체 칩을 하나의 팩키지로 모으는 반도체 메이커에 판매한다.
개발한 것은 연삭공정용 지석(砥石)인 「울트라 폴리 그라인드」. 실리콘 웨이퍼의 이면을 연삭하는데 사용한다. 웨이퍼를 깎기 위해 섞는 다이아콘웨이퍼는 칩 한 장을 수지 재료 등으로 봉지할 경우 두께가 200마이크로미터 정도라고 한다. 그 경우에는 종래의 지석으로 연삭해도 웨이퍼가 갈라지거나 할 때, 종래의 지석의 경우는 연삭 후의 반송 도중에 갈라져 버리는 경우가 있었다.
현재는 100마이크로미터 이하로 할 경우는 화학약품을 사용하여 웨이퍼를 얇게 만들고 있다. 디스코의 신개발품을 사용하면 화학약품을 사용하지 않기 때문에 반도체 메이커는 원가를 삭감할 수 있다고 한다. 또 화학약품을 사용했을 경우에 생기는 중금속 오염에 의한 특성 불량이 일어나지 않는다는 것도 특징 중 하나. 디스코에서는 울트라 폴리그라인드에 의한 테스트를 내년도 초에 접수를 시작한다. 제품으로서의 출하는 내년도 중반을 목표로 하고 있다. 일간공업

금속용접 접합과 수지 경화
150℃에서 동시에
松下電工이 도전성 페이스트
松下電工은 150℃라는 비교적 낮은 온도에서 금속용접 접합과 경화수지화에 의한 접착을 동시에 실현하는 도전성 페이스트를 개발했다. 전극 사이에 끼운 액상의 에폭시 수지에 미세한 금속입자를 봉입, 분산한 구조로, 한번 용융하면 다시 용융하지 않는다. 납땜이나 은 페이스트 등에 비해 도전성이 안정적이므로 파워 디바이스나 차량용도 등 전류량이 큰 전자부품용으로 제안을 추진한다.
개발한 페이스트는 저온가열로 에폭시 수지 속에 분산되어 있는 금속입자가 용융. 수지 안에서 그물 모양의 금속구조를 형성하고, 회로기판 표면의 전극과도 금속 접합한다.
그 후, 액상의 에폭시 수지가 서서히 경화되는 시스템. 에폭시 수지는 절연체로서 사용되는 일이 많은데, 금속입자 봉입으로 도전성을 확보했다. 일간공업

BEDT-TTF염(鹽)
고온초전도에 길
埼玉大 등  새로운 시스템 발견
埼玉大學의 谷口弘三·准교수 등은 유기초전도체의 하나인「BEDT-TTF염」이 초전도 상태가 되는 시스템을 밝혀냈다. 종래 생각되어 왔던 것처럼 고압이 아니라 캐리어라고 하는 전기의 전달의 수가 변화하여 초전도 상태가 된다고 한다. 유기초전도체는 세라믹스계보다 조성의 선택지가 넓다. “실온에서 초전도가 되는 물질을 개발할 수 있을 가능성도 있다”(谷口准교수)고 기대하고 있다.
東京大學, 理化學硏究所의 공동연구 성과.
BEDT-TTF염은 유황과 탄소, 수소로 된 유기물의 결정. 결정 속에 수은과 브롬(臭素)이온이 들어있다. 약 20년 전에 초전도 특성은 확인되었다. 유기초전도체는 전반적으로 캐리어 수를 제어하지 못하고, 높은 압력을 결정에 가하거나 내부에 압력이 생기거나 하면 초전도 현상이 나타난다고 생각해 왔다. 초전도가 되는 온도는 섭씨 마이너스 269도.
谷口准교수 등은 가로세로 약 1밀리미터이며 두께 0.2밀리미터 정도의 평평한 판 모양의 시료를 제작. 최대 2만 기압의 압력을 가하여 초전도 특성을 측정했으나 큰 변화는 없었다. 압력이 아니라 외부에서 결정에 넣는 캐리어나 초전도의 결정적인 요인이 되고 있다고 생각된다고 한다.
약 110종류의 유기초전도체가 발견되었지만, 초전도체가 되는 임계온도는 최고라 해도 마이너스 259도. BEDT-TTF염을 베이스로 화학조성을 개량하면 지금보다 높아질 것으로 보고 있다.
구리산화물로 대표되는 세라믹스계에서는 이미 캐리어 주입형의 초전도체가 발견되었다. 지금까지의 개량으로 임계온도는 90도 이상 높아졌다. 일경산업
東工大가 탄화수소계 고분자막
메탄올 투과 1/300로
연료전지용  가동시간, 5~10배
東京工業大學 자원화학연구소의 山口猛央 교수 등 연구팀은 휴대전화나 노트북 컴퓨터의 전원으로 기대되는 직접 메탄올형 연료전지(DMFC)용 새로운 고분자막을 개발했다. 연료인 메탄올이 고분자막을 투과하여 흘러나와 버리는 현상을 종래 소재의 300분의 1로 줄일 수 있다. 메탄올을 효율적으로 이용할 수 있으며, 가동시간을 대폭 늘일 수 있다고 한다.
개발한 것은 탄화수소계 고분자막. 기재가 되는 폴리이미드 박막에 형성한 100나노미터 정도의무수한 구멍에 ‘설폰(sulfone)화 폴리에테르 설폰’이라는 물질을 빈틈없이 충전하여 만들었다.
미세가공기술을 구사하여 설폰화 폴리에테르 설폰을 채운 구멍 내부의 구조를 제어. 발전에 필요한 수소이온만을 투과하여 연료인 메탄올이 전극으로 반응하지 않고 고분자 막에서 누설되어 버리는 ‘크로스오버’라고 하는 현상의 발생을 억제하는 데 성공했다.
DMFC은 연료에 수소가 아니라 메탄올을 사용한다는 것이 특징. 휴대전화 등 소형의 용도에 적합한 구조로 가까운 장래에 이용확대가 전망되고 있다. 과제는 크로스오버의 방지로, 종래의 불소계 고분자막에서는 메탄올을 대량으로 투과시켜 버려서 연료의 반 이상을 낭비해 왔었다고 한다. 
개발한 고분자막은 불소계 고분자막에 비해 메탄올의 투과를 300분의 1이하로 줄일 수 있다. 이로써 투입한 메탄올의 대부분을 연료로 이용할 수 있다. 리튬이온전지에 비해 연속가동시간을 5~10배 끌어올릴 수 있다고 한다.
연구팀은 앞으로 여러 기업과 협력하여 개발한 고분자막이 실용화와 DMFC의 보급을 꾀할 계획. 지구온난화 방지책으로서 기대되고 있는 자동차용과 가정용 연료전지로 사용할 수 있는 고분자막의 개발에도 힘을 기울일 방침이다. 일간공업

원자가 평평한 철산화물
京大 등 새로운 구조 발견
京都大學과 프랑스의 렌느 제1대학 등 국제연구팀은 철을 포함하는 새로운 구조의 산화물을 발견했다. 철은 무수한 산화물이 된다는 것이 알려져 있는데, 모두 철과 산소가 둥그스름한 입체구조를 갖는 것이 기본. 새 물질은 그물 같은 평평한 구조로 통설을 뒤집는다고 한다. 강력한 자석이나 획기적인 초전도 재료에 길을 여는 성과이다.
스트론튬이라는 원자를 포함하는 철산화물을 섭씨 300도에서 탈수제와 반응. 산소를 조금씩 빼내는 실험에서 발견했다.
새로운 철산화물은 철 원자의 주변을 산화 원자 4개가 정방형의 모양을 감싸서 모든 원자가 같은 평면 위에 나란히 늘어서 있었다.
‘평면 4배위’라고 불리는 구조로 스트론튬과 철, 산소 원자가 미묘한 균형을 유지한다. 산소를 흡수하지 않으면 안정적으로 존재한다고 한다.
통설에 따르면 철산화물 내부에서는 철 원자를 둘러싼 산소원자는 4면체나 8면체, 피라미드형과 같은 입체구조를 이룬다고 여겨져 왔다.
지금까지 알려지지 않았던 형태인 만큼 연구팀은 ‘강력한 자석이 될 가능성이 있다’고 보고 해석을 서두르고 있다. 초전도 재료와도 비슷한 구조로 우수한 성능을 기대할 수 있다고 한다. 일경산업

여러 종류의 유기물질 흡착
大成建 등 처리제 개발
납이나 카드뮴  저가로 제거
大成建設은 黑崎白土工業(新潟縣 新發田市)와 공동으로 공장배수에 포함된 유해물질을 포착하는 새로운 흡착제를 개발했다. 납이나 카드뮴 등을 거의 100% 제거할 수 있는 이외에 비소나 불소 등 폭 넓은 물질에 적용가능하다고 한다. 흡착제의 원료는 화학공장에서 나오는 부산물을 사용하여 만들 수 있기 때문에 저가로 공급할 수 있으리라 보고 있다. 조만간 실용화한다.
흡착제는 알루미늄, 마그네슘, 철, 실리콘을 성분으로 하는 알맹이 모양의 재료. 화학공장의 부산물로 얻어지는 용액을 원료로 사용한다. 알칼리 용액을 더해서 중화반응을 일으키는 등의 처리를 한 후, 건조시켜서 만든다. 몇 가지 종류의 유해금속을 포함한 용액을 한꺼번에 처리할 수 있다는 것이 특징. 실험에서는 5종류의 유해물질을 포함하는 혼합액을 사용했다. 납이나 카드뮴, 비소를 거의 완전하게 제거할 수 있다는 것을 확인했다. 불소도 90%의 포착이 가능했다.
보통 유해금속의 흡착제로는 제올라이트나 하이드로 타르사이트, 벤트나이트와 같은 물질을 사용하고 있다. 모두 흡착률이나 제거할 수 있는 유해금속의 종류에 한계가 있었다. 새로운 흡착제 대신에 제올라이트로 실험하자 납과 카드뮴을 40% 이상 정도밖에 제거하지 못했고, 비소나 불소는 거의 포착하지 못했다. 
공장배수 속의 미량의 중금속이나 오수, 오니 처리 후의 배수에 포함된 유해금속의 제거에 이용할 수 있다. 공장 터의 중금속이나 불소의 고정화, 유출방지에도 도움이 된다. 논밭이나 폐광 등에도 적용할 수 있다고 한다.
일단 유해금속을 포착하면 그대로 상태를 유지할 수도 있다. 일정량을 흡착한 단계에서 교환하여 사용한다. 판매 원가를 낮출 수도 있으리라 보고 있어 폭넓은 용도에서의 보급을 추진할 생각. 일경산업

昭和電線이 양산기술
産總硏과 세라믹 사용
昭和電線홀딩스는 産業技術總合硏究所와 공동으로 세라믹스를 사용한 열전 변환 소자의 양산화 기술을 개발했다. 열전변환은 폐열을 전기로 바꾸는 기술로 에너지의 유효활용으로 이어진다. 앞으로 産總硏을 중심으로 용도개발을 진행, 2010년 무렵의 실용화를 목표로 하고 있다.
열전변환소자는 지금까지 납이나 게르마늄 등의 합금이 사용되었다. 단, 독성이나 융점이 낮다는 등의 문제로 응용범위는 우주탐사기용 전원 등에 한정되어 있었다. 産總硏이 발견한 코발트계 세라믹은 독성이 없고, 섭씨 800도 이상의 고온 하에서도 기능하며 또 재료도 저가. 단, 결정배열을 일정하게 하는 가공에 비용이 들기 때문에 양산에는 적합하지 않았다.
이번에 昭和電線이 개발한 제조기술은 스크류를 내장한 압출기에서 막대모양으로 눌러 빼내어 결정배열을 일정하게 하여 소결하는 방식. 절삭공정도 간소화할 수 있기 때문에 생산효율은 종래의 가압소성방식보다 50배로 개선할 수 있다고 한다. 앞으로 발전실험을 거듭하여 급탕기나 자동차, 공업로 등에 대한 응용을 꾀할 계획이다. 일경산업

리튬전지용 전해질
안전성 높여
東北大 고형, 인화되기 어렵게
東北大學의 연구팀은 컴퓨터나 휴대전화에 사용하는 리튬이온 2차 전지의 안전성을 높이는 전해질용 신소재를 개발했다. 무기화합물의 고형 알맹이로 눌러 굳히면 시트상으로 만들어진다. 현재 리튬이온전지의 전해질은 액체 유기화합물로 휘발성이므로 누출되면 인화의 우려가 있다. 신소재는 흐르지 않기 때문에 안전성이 높다고 한다. 현 단계에서는 섭씨 115도 이상이라는 고온으로 하지 않으면 전기가 통하지 않는다. 소재의 개량으로 보다 낮은 온도에서 전기가 흐를 수 있게 될 것으로 보고 있다.
신소재는 리튬과 붕소, 수소로 이루어진다. 실온에서는 전기가 거의 통하지 않는 절연체이지만 115도로 가열하면 도전성이 단숨에 천 배로 높아진다는 것을 발견했다. 유기화합물의 도전성과 같은 정도였다. 이 신소재의 구조를 조사한 결과, 실온에서는 리튬의 플러스이온과 붕소, 수소화합물의 마이너스이온의 장소가 고정되어 움직이지 않지만, 115도가 되면 플러스이온이 움직이기 좋은 통로와 같은 구조가 되었다.
東北大는 지금까지 이 소재를 연료전지인 수소 저장재료로 이용하는 연구를 해 왔다. 일경산업
32나노 LSI실용화로 전진
半導體先端테크놀로지가 신기술
일본 내 반도체 메이커가 공동출자하는 반도체연구 개발회사, 半導體先端테크놀로지즈는 회로선 폭 32나노미터의 차세대 대규모 집적회로(LSI)용으로 새로운 제조 프로세스 기술을 개발했다. 미세화에 따른 전류 누전을 방지하는 새 전극소재와 겹쳐 쌓아올린 배선층 간의 영향을 방지하는 층간 재료 두 가지. 새로운 전극소재는 早大 등도 다른 재료를 개발하고 있는 등 회로선폭 32나노 세대의 실용화를 위한 연구가 가속되어 왔다.
새로운 전극소재는 트랜지스터로 제어를 하는 「게이트」라는 전극용. 종래의 게이트 소재는 다결정 실리콘으로 그 주위를 절연하기 위해 실리콘 산화막을 사용한다. 미세화가 진행됨에 따라서 전류가 새어나오는 문제가 있다.
이번의 Selete는 日立建機파인테크(東京, 文京, 사장 和泉銳機)와 공동으로 게이트 재료로 질화티탄(TiN)을 사용, 전류 누전을 방지하는 기술을 개발했다. LSI는「nMOS」, 「pMOS」라는 두 타입의 트랜지스터를 조합시켜서 만드는데 어떤 타입의 게이트에나 사용할 수 있다는 것이 특징.
절연막 재료는 「질화 하프늄 실리케이트」를 채용, nMOS에는 산화마그네슘(MgO)를 pMOS에는 질화알루미늄(AlO)를 첨가한다.
금속게이트 재료를 nMOS, pMOS에 같게 함으로써 제조 프로세스의 공정을 간단하게 할 수 있으며, 제조원가의 삭감이 가능. 또 트랜지스터 회로의 온과 오프를 바꾸는 전압을 0.2볼트 정도 저감할 수 있어 고속 동작도 기대할 수 있다고 한다.
한편, 새로운 배선 층간 재료는 폴러스실리카. 산화실리콘에 직경 약 4나노미터의 빈 구멍(空孔)을 분산시켜서 무수하게 뚫어서 체적의 반을 빈 구멍으로 했다. 종래의 강도가 강한 재료에 빈 구멍을 뚫어 유전율을 저감. 높은 강도인 채로 유전율은 회로선폭 32나노 세대가 요구하고 있는 2.4를 달성했다고 한다. 일경산업

「면(面)발광」으로 발진
京大 등 광디스크 용량 증대로
京都大學의 野田進 교수 등과 과학기술진흥기구의 연구팀은 광디스크의 기억용량을 끌어올리는 새로운 청자색 레이저의 발진 실험에 성공했다. 소자의 표면에서 수직으로 빛을 발하는 「면 발광형」으로 빛을 아주 가늘게 만들 수 있다. 보급이 시작된 신세대 DVD 한 장에 종래의 5~10배에 상당하는 밀도로 정보를 기입할 수 있을 가능성이 있다고 설명하고 있다.
개발한 면 발광 레이저는 파장이 406나노미터로 일정한 빛을 발한다. 청자색으로 빛나는 질화갈륨계 재료에 굴절률이 주기적으로 바뀌는 포토닉 결정이라고 하는 미세구조를 조합했다. 소자 내부에 직경 85나노미터, 깊이 100나노미터의 미소한 공동이 186나노미터의 간격으로 무수하게 늘어서 있다.
이 공동등이 거울처럼 작용하여 빛의 통로를 자유자재로 제어함으로써 단면이 도넛 모양을 한 레이저 빛 등을 발진시킬 수 있게 되었다. 도넛 모양의 레이저 빛은 지금까지의 단파장 레이저보다 초점을 더욱 작게 좁힐 수 있는 특징이 있다고 한다. 원리상으로는 현행 DVD의 크기에 정보를 훨씬 더 가늘게 기입할 수 있다.
소자의 면적을 넓혀서 빛의 출력을 높이면 재료의 가공 등으로도 용도가 확대될 전망. 레이저의 발진을 방해하지 않는 전극재료로 개량하거나 연속해서 사용할 수 있는 시간을 검증하거나 하여 실용화를 꾀한다. 일반 레이저는 소자 끝에서 수평으로 빛이 나온다. 몇 개나 되는 파장의 빛이 섞일 가능성이 컸다. 면 발광형도 京大가 파장이 긴 800나노미터 이상의 레이저 발진에 그쳤다. 일경산업

다이아몬드 제(製)
트랜지스터
최고속도 120기가헤르츠에서 동작
NTT 등 자동차 레이더용
NTT와 영국 엘레멘트식스는 세계 최고속의 주파수 120기가헤르츠에서 동작하는 다이아몬드로 된 트랜지스터를 개발했다. 차간거리를 재는 차량용 레이더에 사용할 목표가 세워졌다. 휴대전화의 기지국에 사용하면 고속대용량 통신에 필요한 고출력도 실현할 수 있다고 한다. 2~3년 후의 실용화를 목표로 한다.
반도체의 기판 재료에 다이아몬드를 사용하는 트랜지스터는 실리콘제에 비해 고속 동작이 가능하며, 열이나 고전압에 대한 내성도 높다. 무선 발진기에 사용하면 소형이며 고출력인 통신용 부품을 실현할 수 있다. 일본 내외의 기업이나 연구기관이 개발에 들어가 있다.
NTT 등은 직경 4인치(약 10센티미터)의 다결정 다이아몬드 기판 위에 화학적 기상성장법이라는 방법으로 다이아몬드 박막을 형성하고, 이것을 토대로 트랜지스터 소자를 만들었다.
박막은 다수의 단결정이 모인 다결정 구조이지만, 개개의 단결정을 크게 함으로써 고품질로 만들었다.
이 소자를 사용하여 실험한 결과, 최대 120기가헤르츠에서 고속 동작했다. 종래의 최고 성능은 81기가헤르츠. 2기가헤르츠일 때의 증폭률은 1만 배로 주로 기지국용으로 사용되는 갈륨, 비소 반도체에 비해 2배 이상의 고출력을 낼 수 있는 성능이었다. 이번에 개발한 트랜지스터의 출력은 아직 2와트로 낮다. 설계 등의 연구로 30와트까지 높일 수 있다.
대면적화가 용이한 다결정 다이아몬드 기판으로 만든 트랜지스터로 고속 동작을 실증함으로써 실용화에 대한 가닥이 잡혔다고 한다. 일경산업

세라믹 집진 장치
자동차 운반선용으로 소형화
日本가이시 디젤 발전용
日本가이시는 대형 자동차 운반선의 디젤 발전기용 배기가스 정화장치를 개발했다. 종래는 고장의 배기가스 대책 등에 사용했던 세라믹제 집진장치를 선박용으로 소형화, 川崎汽船에 실험적으로 3기를 납입했다. 이 회사에는 올해 안에 추가로 3기, 09년 안에 다시 3기를 납입할 예정. 앞으로는 해외 전개를 시야에 두고 큰 해운회사에 판매하는 이외에 크루저용 등 용도 확대도 꾀할 계획.
선박의 디젤발전설비는 배 안의 조명, 공조 이외에 항구에 접안할 때 사용하는 보조 스크루의 동력에 사용된다. 정화장치가 없으면 운반선이 접안하여 자동차를 항구로 운반한 후에 배에서 배출되는 흑연에 포함된 입자상 물질이 차에 부착한다. 자동차 딜러 등이 오염을 방지하기 위해 필름을 붙이거나 닦아내거나 하는 등의 수고가 발생해 왔다.
정화장치「세라렉」은 벌집 모양으로 구멍이 뚫린 세라믹제 통에 배기가스를 통과시켜서 입자물질을 여과하는 구조. 오염의 원인이 되는 입자가 대기 중에 비산하는 것을 방지한다. 이 같은 제품에는 디젤엔진 자동차의 배기가스정화장치「DPF」가 있다.
배기가스 정화장치에는 이밖에 천으로 된 것 등이 있다. 단, 디젤 발전기의 배기가스의 압력으로 구멍이 뚫리거나 불똥이 튀었을 때 인화하거나 할 위험이 있다. 가이시의 제품은 고온에서 구운 세라믹제이기 때문에 섭씨 900도까지 내열성이 있는 이외에 제품 수명도 10년 전후로 종래 제품보다 배 이상이다.
가격은 사용하기에 따라 다르지만 세라믹제 통 36개를 세트로 했을 경우, 1세트에 1천만 엔 전후, 새로 건조한 자동차 운반선용으로 판매하여 5년 후에 세라믹의 매상고를 현재의 배에 해당하는 20억 엔으로 늘릴 계획이다. 일경산업

환경감시에 사용되고 있는 첨단 세라믹 기술이 접목된 무인항공기
Advanced Ceramics Research Inc.에서 개발된 무인한공기인 Manta 는 다양한 센서와 카메라가 장착된 연구용 무인항공기로 현재 해양학 협회의 과학자들에 의해 켈리포니아의 공중정찰, 대기오염도 조사, 그리고 기후변화 가능성에 의한 조사를 위해 광범위하게 사용되고 있다. 2008년 4월에 비행을 시작한 이 무인항공기는 켈리포니아 대기오염 변화 추이 조사 프로젝트 (California Air Pollution Profiling Stuty : CAPPS)를 위해 사용되고 있으며 프로젝트가 끝나는 2009년 1월까지 사용될 예정이다. CAPPS는 1989년 최첨단의 고강도, 고 내열성, 세라믹스 응용 제품 및 복합재료 개발을 위해 설립된 ACR에서 개발한 3가지 자율무인항공기 중 하나인 Manta라는 무인항공기를 이용하고 있다.
Standard Payload
자체 중량 60파운드의 Manta는 15파운드 이상의 측정 장비를 추가로 장착하고 비행할 수 있으며 가장 기본적으로 장착되는 장비는 주야간 촬영이 가능한 적외선 카메라로 상하 좌우 이동 및 고배율 줌 기능을 내장하고 있다. Manta는 이밖에도 사용목적에 따라 온도, 습도, 광량 등의 측정을 위해 사용되는 다양한 종류의 센서 및 소형화된 측정 장비를 장착할 수 있다. 시속 65마일의 속도와 2000~2500 피트의 고도에서 6시간 이상의 비행시간을 자랑하는 Manta는 -먼지, 에어로졸, 일산화 탄소 및 오존 등의- 대기 중의 거의 모든 종류의 오염물들을 감시하는데 사용할 수 있다. 연방항공청이 UAV의 공공영공 (Public Airspace)에서의 비행을 금지함에 따라 현재 Manta를 이용한 연구는 군사용영공(Military Airspace)에서로 제한되어 있으며 Manta의 조종 또한 켈리포니아의 Rosamond 인근의 공군비행장에서 이루어지고 있다.
아시아에서 벌어지고 있는 갈색구름띠 현상
Scripps 대학의 대기 환경 공학부 교수이자 CAPPS를 이끌고 있는 과학자인 V. Ramanathan에 따르면 건조할 뿐 아니라 오염물들을 배출하기보다 잡아두는 성향을 보이는 켈리포니아의 기상 특성은 다른 지역에 비해 켈리포니아가 기후변화에 취약할 수 밖에 없는 환경을 만든다고 한다. Manta를 이용하여 얻어진 Raman
than 팀의 연구결과는 동남아시아에서 나타나고 있는 갈색구름띠라는 이름으로 잘 알려진 대기오염 현상이 강우패턴의 변화 뿐 아니라 자상의 온도 강하 및 높은 고도에서의 온도증가를 유발하고 있음을 보여주고 있다. Ramanthan에 따르면 갈색구름띠 현상은 주로 에어로졸, 디젤 연소, 농촌지역에서 벌어지는 농업부산물들의 소각, 나무 및 가축배설물의 가정용 난방연료로서의 사용, 그리고 석탄의 사용에 의해 발생된다고 한다. Ramanthan교수는 갈색구름띠 현상이 켈리포니아의 기후에 미칠 영향에 앞서 히말라야 산맥의 빙하에 미치는 영향에 대한 우려를 표명하며 다음과 같이 덧붙였다. “동남아시아의 갈색구름띠 현상은 히말라야 산맥의 빙하가 녹는 현상을 가속시키고 있습니다. 중요한 것은 히말라야의 빙하가 인근지역의 식수원 및 농업용수의 원천으로서 매우 중요한 역할을 하고 있다는 것 이죠. 갈색구름띠 현상은 빙하가 빠르게 녹아 식수 및 농업용수의 부족을 재촉 할 뿐 아니라 갈색구름 자체에 포함된 오염물질에 의한 수질오염 또한 유발할 가능성이 큽니다”
무인항공기의 첫 활용
2006년 Ramathan 연구팀은 인도양에 위치한 몰디브 섬 인근에서  구름내부의 에어로졸 측정을 위해 ACR에서 제작된 무인항공기의 도입 하였으며 혁신적인 대기 환경 데이터 수집을 이루어 냈다고 한다. 그 이후 대기 및 환경 분야 연구에서의 무인항공기 사용은 폭발적으로 증가 했다고 한다. 이는 무인항공기가 지니는 거의 무한한 접근성에 의한 것으로 파일럿의 조종에 의해 이루어졌던 기존항공 관측에서는 불가능 했던 허리케인 발생지역, 화산분출구 인근 지역에서의 다양한 데이터 수집이 가능하다는 점에 기인한다. 실례로 미국 해양대기 관리처는 3년간 300만 달러의 예산이 투입되는 무인항공기 효율평가 테스트 프로젝트를 발표했는데 관리에 따르면 이 프로젝트는 화산, 허리케인 및 그 밖의 위험한 지역에서의 탐사활동에서 무인항공기의 효과적인 활용 방안을 찾기 위해 계획된 것이라고 한다. 그렇다면 무인항공기를 이용한 또 다른 환경관련 응용분야에는 무엇이 있을까? 전문가들에 따르면 다음 새로운 10년간은 지구의 구석구석을 탐사하기 위한 목적으로 다양한 원격센서를 장착한 무인 항공기의 개발을 위한 연구가 집중적으로 수행될 것이라 예상한다. 한마디로 요약하자면 인간이 감히 접근할 수 없는 위험지대로의 끊임없는 모험을 위해 세라믹스 및 복합재료과학분야의 한걸음 앞선 연구는 필수적이다. ACB

석탄 대신 친환경 대체연료에 의해 생산되는 시멘트 (오수 찌꺼기를 이용한 새로운 연료)
시멘트 제조 관련 산업분야에 종사하는 사람들이 모두 알고 있듯 시멘트 제조 산업은 매우 많은 에너지가 소요되는 산업이다. 켈리포니아에 위치한 한 시멘트 제조회사는 하지만 석탄을 대체하는 E-Fuel이라 이름 붙여진 친환경적 연료를 사용하고 있다. E-Fuel은 시립 오수처리장에서 발생하는 오수 찌꺼기를 깨끗하고 재생가능한 에너지로 전환시키는 혁신적인 기술을 이용하여 만들어지며 현재 시멘트의 제조에 사용되는 보일러 및 원형 가마를 가열하는 연료로 사용되고 있다. SlurryCarb라 이름붙여진 이 기술은 Atlanta 소재의 EnterTech Enviro
mental Inc.에 의해 개발되어 특허등록 되어있다. Slurry Carb기술은 오수찌꺼기에 포함된 유기물들의 탄화를 통해 이산화탄소를 제거하고 잔여 수분을 제거하는 방식을 이용하여 폐기물을 자원화 하는 기술로 EnterTech사에 의해 E-Fuel이라는 Trade Mark로 등록되어있다. EnterTech의 사장이자 CEO인 Kelvin Bolin은 Slurry Carb기술이 기존의 재생연료 제조에 필요한 에너지의 2/3만 사용하고도 나무와 석탄을 이용해 얻을 수 있는 에너지의 중간정도인 7000Btu/lb의 에너지를 가지는 깨끗하고 재생가능한 에너지를 생산해 낼 수 있다고 자신있게 이야기 했다. Slurry Carb기술은 1995년 EnterTech사에  DOE에서 수여하는 Invention and Innovations Award를 안겨다 주었을 뿐 아니라 작년에는 Wall Street저널에서 뽑은 2007기술혁신 상을 받게 해 주었다. EnterTech의 CEO Bolin에 따르면 1995년 DOE에서의 수상은 현재 켈리포니아의 Rialto에 건설 중인 SlurryCarb의 첫 번째 상용 생산 공장의 설립을 위한 투자를 유치하는데 큰 역할을 해 주었다고 한다. 2009년 초반 가동을 목표로 한창 건설 중인 Riato공장은 LA 시립 하수처리장으로부터 하루 683톤의 오수 찌꺼기를 제공받아 167톤의 E-Fuel을 생산할 것이라고 하며 이렇게 생산된 E-Fuel은 인근지역의 시멘트 제조업체에서 석탄 대용의 화력원으로 사용될 예정이라고 한다. ACB

미 환경보호국 친환경 형광등 개발을
위해 224000달러 지원
아칸소주의 한 회사가 미환경보호국(EPA)으로 부터 친환경 형광등의 개발 장려를 목적으로 하는  224,000달러의 자본을 유치했다. 친환경 기술의 상업화를 목적으로 지원되는 총 160만 달러규모의 자금을 지원 받게 된 7개의 회사 중 하나인 Nanomaterials and Nanofabrication Laboratories LLC Fayetteville는 EPA에 의해 획기적 성과를 보여줄 유망기업으로 선정되었다. NN LAB이 이번에 받게될 지원은 2007년에 진행된 1단계 사업 성공에 따른 후속 지원으로서 2007년의 지원 규모는 69,999달러였다. EPA의 지원은 중소기업 연구혁신 프로그램(SBIR)의 일환으로 친환경기술의 개발과 상용화를 위해 기획되었다. 본 프로그램이 시작된 1982년 이후 EPA의 SBIR프로그램은 600개 이상의 환경관련 중소기업을 지원해 왔으며 모든 지원은 2단계 지원방식을 통해 이루어졌다. 1단계 지원은 제안된 기술의 과학적 이점과 실행가능성 조사를 위해 사용되며, 2단계 지원은 1단계 지원에 의한 결과가 성공적이라 판단될 경우 이루어지는데 2단계 지원에서는 기술의 상용화를 위해 최대 22,500달러 규모의 지원금이 지급된다. SBIR 프로그램에 지원하기 위한 중소기업은 500명 이상의 직원과 51%이상의 미국자본으로 이루어 져 있어야 한다. 현재 EPA는 2009년 SBIR프로그램 신청을 받고 있으며 Website : epa.gov/ncer/sbir을 통해 접수 가능하다. ACB

방사선 저항 재료로 사용될 자가 회복
세라믹
워싱턴 주, 리치랜드에 있는 북서 태평양 국립연구소(PNNL) 에너지부서의 연구원들에 의해 지르코니아나 보통 세라믹 재료가 방사선에 의한 손상을 스스로 회복하는 능력을 보여주는 컴퓨터 시뮬레이션이 개발되었다. 전문가들은 이 발견이 핵발전소와 폐기물 저장물에 사용될 방사선 저항 물질을 개발하는데 첫 단추가 될 것이라고 말한다.
PNNL 연구원, Ram Devanathan과 Bill Weber는 이트리아 안정화 지르코니아에서 수백만 개의 원자 간 상호 작용 모델을 설계하였다. 그들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여 방사선 유도 손상을 복구하는 능력을 가진 가공된 세라믹 내에서 부지런히 이동하는 산소 원자를 발견하였다.
“이 연구는 방사선에 대한 내성을 향상시켜 세라믹 가공 시 움직이는 결함의 가능성을 높인다”고 Weber는 말하며 세 단계에 걸쳐 연구물을 설명한다.
고립된 결함
첫 단계는 이트리아 안정화 지르코니아 분석을 수반한다. 이트륨과 지르코늄 옥사이드를 포함한 구성물은 지르코늄보다 낮은 이트륨의 전기적 전하에 의해 임의적인 구조적 결함을 갖고 있다. 이 불균형을 해결하기 위해 지르코니아가 산소 원자를 버린다. 연구원들은 이 원자들이 지르코니아 내에 그들의 ‘자리’를 비우고 그들이 결함이나 빈 공간을 만드는 것을 발견하였다. 이러한 빈 공간은 다른 부분에 위치한 지르코니아의 산소 원자가 일정하게 점프하여 들어오거나 나가며 반복적으로 채워지고 비워진다.
연구의 두 번째 단계는 α-자연붕괴가 진행 중인 원소를 시뮬레이션 한다. 이 단계에서, 연구원들은 원자핵의 외부에 α-입자를 쏜다. 이 활동은 원자의 잔류물이 되돌아와 둘러싸인 원자 구조에 충분한 손상을 주는 원인이 된다는 가능성을 증명하기 위한 힘으로 작용했다. 연구의 마지막 단계에는 원자가 튕겨나가는 것을 보여주기 위해 PNNL에서 개발한 데이터 분석 논리 연산이 사용된다. 이트리아 안정화 지르코니아로 들어간 산소 원자가 이미 존재하고 있던 빈 공간을 채우고 지르코니아의 구조를 재배열하는 결과를 보여준다. 하나의 산소 원자가 이동하면 다른 산소 원자가 그 자리를 차지하여 세라믹 전체에 치환적으로 손상을 회복 한다.
결집된 결함
비록 자가회복 활동으로 지르코니아가 완벽하게 복구될 순 없지만, 결함이 흩어졌기 때문에 문제를 일으키기에 충분히 적었다. 연구원들은 이 특성이 이트리아 안정화 지르코니아 가 원자력에 적용하기에 알맞다는 것을 보여준다고 믿는다.
하지만 시뮬레이션 이용 지르콘은 이 재료에 특성을 변하게 하는 결함이 뭉쳐있는 것을 보여줬다. “결집된 결함은 고립된 결함보다 회복되기 더 어렵다”고 Deva
nathan을 결론지었다.
현재 PNNL 과학자들은 다른 재료에 시뮬레이션을 적용하고 있다. PNNL의 William R. Wiley 환경분자과학 연구실과 Lawrence Berkeley 국립 연구소의 국립 에너지연구 과학컴퓨터 센터에서 지르코니아 연구 때와 같이 슈퍼컴퓨터를 사용하여 다른 연구가 수행될 것이다. ACB

세계에서 가장 작은 트랜지스터 개발
영국의 맨체스터대학의 연구원들은 지금껏 개발된 것 중 가장 작은 트랜지스터를 개발했다고 한다. 그라핀(graphene)으로 만들어 졌으며 원자 하나의 두께에 원자 10개의 폭을 갖는다.
연구원에 따르면, 복잡하게 얽힌 연결된 탄소 원자로 만들어진 그라핀은 원자 하나의 두께에서도 전도성을 계속 유지하는 능력을 가지고 있다. 그라핀은 결정성과 전기적 특성이 매우 높아 응집물리학과 전자학에서 수많은 곳에 적용할 수 있다.
과학자들은 작은 그라핀 한 장에 전자 빔 리소그래피를 사용하고 채널(carved channel) 삽입으로 트랜지스터를 만들었다. 트랜지스터 중심에 양자 점(quantum dot)이 아주 작은 원형 새장(cage)같이 남아있다. 그들은 기존의 전계효과 트랜지스터처럼, 전압이 양자 점의 전도성을 변하게 하여, 논리 상태(logic states) 저장을 가능하게 하는 것을 발견했다.
맨체스터의 업적은 물리천문학과의 Kostya Novoselov와 Andre Geim에 의해 이루어졌다. 4년 전 보도에 따르면, Geim과 그의 맨체스터 동료들은 세계에서 처음으로 그라핀을 발견한 팀 중 하나였다. 그 때 이후로 그라핀은 반도체재료과학 분야에서 떠오르는 주제중 하나가 되었다. ACB

세포를 탐지하는 수평 발광 나노 와이어
대만의 Tsing Hua 국립대학의 나노재료 연구실의 과학자들에 따르면, 수백 마이크로미터의 길이를 가진 갈륨 산화물 나노와이어가 세포의 이동을 탐지하기에 유용함을 증명할 수 있다고 한다.
과학자들이 이 같은 구조를 성장시켰을 때, 그들은 나노와이어가 푸른 빛(400~
500nm)을  방출하고 자외선(254nm)을 조사한다는 것을 발견했다. 과학자들은 Ga2O3 선형 구조가 양자 점의 나열과 비교해 보았을 때보다 더욱 선명한 관련 패턴을 제공한다고 한다.
 과학자들은 Ga2O3 나노와이어는 촉진 재료를 쓸 때, 더 많은 이점을 제공한다고 주장한다. “매우 긴 나노와이어를 사용하면, 장치 측정을 위한 전극의 제조에 도움을 줄 전자현미경의 사용이 불필요할 것이고, 대신에 좋은 광학 현미경이 필요할 수도 있다”라고 최고 연구원 Michael Huang이 말한다.
연구원들은 산소 분위기에서 실리콘 기판을 가열하여 100nm두께의 두꺼운 SiO2 박막을 형성함으로 그들이 나노와이어를 수평적으로 성장시키기 위해 촉진할 수 있다는 것을 발견했다. 그 다음, 금 촉매를 기판에 증착하고 750℃로 올린 튜브 반응기 내부에 놓는다. 반응기 내에서, 시편은 갈륨 소스에 노출되고 5시간동안 질소 가스의 계속되는 흐름 중에 놓인다.
Huang에 따르면, 시편의 SiO2층은 Ga2O3 나노와이어의 수평 성장 패턴을 제조 하는데 산소 소스로 작용한다고 한다.
연구 팀은 더 나은 방향으로의 적용을 제공하는 의미로 이 효과를 개발하기를 희망한다고 한다. 게다가 연구원들은 다른 산화물 나노 와이어를 수평 성장을 연구하기 위해 유사한 반응 체계를 사용하기 위한 계획을 세우고 있다. ACB
3차원으로 나노 입자를 볼 수 있는
NIST 현미경
표준기술 국립연구소(NIST)의 연구원들은 용액내의 나노 입자를 탐지하여 3차원으로 보여주는 새로운 현미경을 설계했다. NIST는 기술에 관한 특허를 낼 계획을 세우고 나노 입자의 거동에 대한 이해를 더 잘할 수 있는 계기가 되길 기대하고, 궁극적으로는 나노 기술 장치의 자가 조립(self-assembly) 공정을 향상시킬 것이다.
 나노입자같이 물질이 너무 작아서 볼 수 없을 때, 더 고차원의 구조를 만들기 위한 물질을  관찰하거나 사용하기가 어렵다. 이 문제가 ‘직접 자가 조립(direc
ted self-assembly)’으로 알려진 나노단위 공정법을 이끌어 냈다.
직접 자가 조립은 원하는 위치에 원하는 구조로 스스로 모이고 배열하는 입자를 유도하기 위해 용액에서의 나노입자의 물리적 특성과 화학친화력을 사용한다. 이 제조 공정은 매우 민감한 화학적, 생물학적 감응 배열을 이용하여 수많은 나노크기 재료와 양자 점에 기반을 둔 새로운 의료 진단 재료에 사용된다.
현미경은 작은 물체를 보기 위한 설계로 되어 있지만, 3차원 유동체 부피를 2차원 평면으로 보여준다. 현미경은 현미경의 시야가 입자가 현미경으로 초점이 잡힌 평면을 가로 질러 이동할 때 더욱 불분명하거나 덜 불분명할 때를 제외하고는 입자의 상하 운동을 실제로 감지하지 않는다.
지금까지 용액속의 나노 입자의 움직임의 3차원 영상을 제공하기 위한 시도는 이 불분명함에 크게 의존한다.
과학자들은 광학적 이론과 입자의 불분명함 내에서의 회절 모양에 기반을 둔 초점면 위나 아래로 입자가 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 증명하기 위한 수학에 의존했다.
하지만, NIST 연구원들이 말하기를 이를 수행하기 위한 수학은 극히 어렵고, 실제로는 논리 연산이 불확실하다고 한다.
NIST에서 새로이 설계된 현미경은 보다 쉬운 대안을 제공한다. 기하학적 이론에 기반을 둔 현미경 시편 우물의 각이 진 옆 벽은 체적의 옆 영상을 반사시키는 거울 역할을 한다. 시편 우물 위에 있는 현미경 실제 입자를 볼 수 있고 네 개의 반사 영상은 입자의 수직적 위치를 보여준다. 현미경은 각 입자를 두 번 보는데, 하나의 이미지는 수평면에서, 하나의 이미지는 수직면에서 본다. 두 평면은 보통 1차원으로 보이기 때문에 두 개를 조합하여 각 입자의 3차원 영상을 결정하는 것은 단순한 계산이다.
“기본적으로, 3차원에서 탐지하는 문제를 2차원에서 탐지하는 문제의 두 배 정도로 감소시켰다”고 NIST를 이끄는 Matth
ew McMahon은 설명한다. McMahon은 10nm보다 더 작은 2차원 위치를 탐지하고 계산하는 여러 소프트웨어 기술을 가지고 있다고 덧붙였다. ACB

NanoDynamics Inc. 미 육군에
50W SOFC 납품
NanoDynamics Inc는 탈황화 법을 이용하여 제조된 Jp-8를 연료로 사용하는 50W 고체 산화물 연료전지를 미 뉴욕주 Fort Monmounth에 위치한 육군 통신 전자 연구 개발 센터로 납품한다고 발표했다. NanoDynamics의 미 육군으로의 고체산화물전지의 납품은 2005년 4월 시작되어 현재까지 진행되고 있는 연료 다양화 프로그램의 일환으로 진행되는 것으로 본 프로그램의 목적은 다양한 종류의 일반적인 탄화수소 연료를 이용할 수 있는 진보된 고체산화물 연료전지의 개발과 보급에 있다. “우리가 현재 진행하고 있는 프로젝트는 단일 셀 적층 기술, 마이크로프로세서 제어 시스템 디자인 그리고 Water-nuetral partial oxidation JP-8 reformer 기술을 포함하고 있습니다” NanoDynamics의 대표이사인 Caine Finnerty가 말했다. “현재 저희 회사에서 제작되고 보급되는 고체산화물연료전지의 경우 액체연료만 사용해서 동작되고 있습니다. 즉, 기존의 SOFC와는 다르게 초기동작을 위해 질소와 같은 불활성 가스를 필요로 하지 않죠” 대략 200만 달러 규모의 새로운 프로그램이 250W의 용량을 지닌 JP-8을 이용한 SOFC의 개발을 위해 올해에도 계속될 예정이라고 한다. “새로이 개발될 제품은 30%의 부피 증가만으로 5배의 용량증가를 이루어 낼 것이며 2008년 말 납품을 목표로 개발 중에 있습니다”라고  Finnerty는 덧붙였다. ACB