열전달과 재료의 결합 강도
Rensselaer Polytechnic Institute(RPI)의 연구진은 서로 맞닿아 있는 두 재료를 이동하는 열의 속도가 두 물질이 얼마나 강하게 결합되어 있는가를 나타내는 척도라고 믿고 있다. 더구나 이 연구진은 한 물질에서 다른 물질 즉 고체에서 액체로 가는 열 흐름이 두 물질 사이에 얇은 원자층을 덮음으로써 바뀔 수 있다고 믿고 있다. 즉, 계면이 바뀌면, 두 물질간의 상호작용이 변한다는 것이다.
“용액에 들어 있는 나노입자를 가지고 있다면 주변을 둘러싸고 있는 분자와 얼마나 강하게 결합되어 있는지 측정하기 위해 단순히 ‘떼어내는’ 방법으로 측정할 수는 없을 겁니다.”라고 RPI의 재료공학부 교수인 Pawel Keblinski는 말했다. “대신 우리는 나노입자에서 주변 액체로 열이 전달되는 속도를 통해 결합강도를 간단히 측정할 수 있는 방법을 보여줄 것입니다.”라고 그는 덧붙였다.
Keblinski와 공동 연구를 진행 중인 연구팀 리더인 Shekhar Garde는 “계면은 이러한 종류의 기초 연구를 수행할 때 새로운 흥미로운 개척지입니다. 만약 복잡한 생물학적 시스템, 예를 들어 세포를 관찰하면, 서로 다른 단백질간의, 단백질과 물 사이의 엄청난 밀도의 계면들이 포함되어 있습니다.”라고 말했다. 생화학공학부 교수인 Garde는 “우리의 접근법은 단백질들이 서로 어떻게 통하는지, 주변의 물과 어떻게 작용하는지 정량적인 방법으로 알 수 있도록 해줍니다.”
Kablinski와 Garde는 분자 역학 시뮬레이션을 이용하여 고체 표면과 물 사이의 열 흐름을 측정하였다. 그들은 여러 표면의 화학 상태를 시뮬레이션하여, 액체가 얼마나 강하게 고체와 결합해 있는지가 열전도도와 직접적인 비례관계에 있다는 것을 발견하였다.“수은 온도계의 경우, 열팽창이 온도와 직결되어 있습니다. 우리가  연구한 것은 그러한 관점에서 액체와 고체 사이의 계면 결합 특성을 측정하기 위한 새로운 온도계를 만드는 것입니다.”라고 Keblinski가 말했다. “우리는 이 새로운 기술을 다른 방법으로는 특성화하기 어렵거나 불가능한 시스템을 특성화하는데 사용합니다.” Garde가 덧붙였다.
Garde는 계속해서 “이 근본적인 발견으로 물이 끓거나 증축되는 다양한 열전달 현상과 과정에 대한 이해를 도울 것으로 기대됩니다. 그뿐만 아니라 현재 반도체 산업이 직면한 문제인 칩에서 발생한 열을 어떻게 냉각하고 없앨 것인지에 대한 새로운 시스템 개발에도 도움이 될 것 같습니다.”라고 말했다.
연구팀은 이 연구가 다양한 고체 계면에서 물의 거동에 대한 새로운 지식을 제공한다고 밝혔다.
“친수성에서부터 소수성 용액에 이르기까지 어떻게 젖고 어떻게 붙어 있는가가 열전도도에 영향을 미친다”라는 제목의 이 연구는 2009년 4월 13일에 Physical Review Letters에 개제되었다. 위 연구팀에는 대학원생 Natalia Shenogina와 Rahul Godawat이 소속되어 있다. ACB

MIT연구팀, 바이러스를 사용한 리튬이온전지 개발
MIT연구팀은 유전공학을 통해 탄생한 바이러스를 이용하여 리튬-이온 배터리의 음극, 양극을 형성하여 현재까지 등장한 최고성능 충전지와 유사한 특성을 갖는 리튬 이온 전지를 제작하는데 성공하였다고 보고했다. 이 배터리는 하이브리드 자동차에 플러그인 용으로 사용될 수 있을 것으로 예상되고 있다. 연구팀은 새로운 배터리가 휴대용 장치 전원으로도 사용될 수 있을 것이라고 말했다.
기존의 리튬-이온 전지의 경우, 리튬 이온이 음으로 대전된 양극과 양으로 대전된 음각 사이를 흐르는 원리로 동작하게 된다. 양극은 보통 흑연으로, 음극은 보통 코발트 산화물이나 리튬 철 포스페이트가 사용되고 있다.
재료공학부와 생명공학부 교수인 Angela Belcher, Germeshausen 교수가 이끄는 MIT 팀은 이미 유전학적으로 개량된 바이러스는 코발트 산화물과 금으로 스스로를 코팅시켜 양극을 만들고 스스로 정렬하여 양극을 형성하게 된다. 그러나 음극은 이동도가 높은 전자를 이동시켜야 하기 때문에 전도도가 높아야 하므로 제작하기 어렵다.
Gernrand Ceder교수와 Michael Strano 교수는 기존 양극과 쌍을 이루어 강력한 음극을 만들기 위해 공동연구를 시작하였다. 이들은 바이러스를 유전공학적으로 개량하여 바이러스가 철 포스페이트와 함께 스스로 코팅하도록 만들고 높은 전도도 재료를 형성하기 위해 탄소나노튜브에 부착될 수 있도록 하였다.
바이러스는 탄소나노튜브와 같은 어떤 특정한 물질을 인식하고 붙어있게 된다. 그렇기 때문에 각 철 포스페이트 나노와이어는 전기적으로 “연결”되어 전도성을 띠는 나노튜브가 된다. 전자는 탄소나노튜브를 따라 이동하고 전극을 통해 나와 철 포스페이트로 이동하게 된다.
MIT 연구팀은 새로운 배터리가 값이 저렴하고 환경 친화적인 제조 공정에 사용될 수 있을 것으로 내다봤다. 합성 공정은 실온 또는 실온 이하에서 위험한 유기 용해제 없이 진행될 수 있다. 더구나, 배터리를 구성하는 재료가 독성이 없다. 사용되는 바이러스는 일반적인 박테리오파지에 사용되는데, 이는 박테리아를 감염시켜도 사람에게는 해롭지 않다는 것이다.
연구실 테스트는 새로운 음극은 충전용량의 감소없이 최소 100번 이상의 충방전이 이루어진다. 이것은 현재 사용되고 있는 리튬-이온 전지보다 적은 충전 사이클이다. 그러나 Belcher에 의하면 “우리는 리튬배터리의 성능을 더 끌어 올릴 수 있습니다.”
프로토타입의 배터리는 전형적인 코인 셀 배터리로 패키지된다. 그러나 이 기술을 사용하면어떤 형태의 용기에도 패키징할 수 있어 경량, 플렉서블 휴대용 유닛으로 조립될 수 있다.
Belcher는 연구팀은 망간 포스페이트와 니켈 포스페이트를 이용하여 보다 높은 전압과 용량을 가지는 배터리를 만들 계획이다. 이 기술은 차세대 기술이 준비되면 상업적 생산이 가능하게 될 것이라고 Belcher 교수는 예상했다.
새로운 배터리는 2009년 4월 2일에 사이언스지에 발표되었다. 논문의 저자는 MIT의 대학원생인 Yun Jung Lee와 Hyunjung Yi이고 공동저자로 박사후 과정의 Woo-Jae Kim,  최근 MIT 박사 학위를 수여받은 Kisuk Kang 그리고 연구 엔지니어 Dong Soo Yun이다. ACB

초고성능이면서 값이 싼 전자파 흡수 재료
東京大學의 大越愼一 교수(東京大學대학원 이학계 연구과 화학전공)등 연구팀은 180GHz(기가헤르츠)를 넘는 지금까지 가운데 가장 높은 주파수인 밀리파를 흡수할 수 있는 초고속 무선통신용의 값싼 자성재료의 개발에 성공했다. 화상정보를 비롯한 대용량 데이터 정보를 전송하기 위한 차세대 고속 무선통신 방식으로 밀리파(30~300GHz)통신이 대단히 주목을 끌고 있다. 한편, 전자파 간섭문제는 무선통신에 있어 커다란 장애이다. 또 전자파에 장시간 노출되는 데에 따른 건강피해에서 인체, 특히 임산부나 어린이를 보호하기 위해서는 불필요한 전자파는 되도록 제거하는 것이 바람직하다.
이번에 교수 등은 입실론형 - 산화철(ε-Fe2O3)이라고 하는 특수한 나노 자성체인 철이온의 일부를 알루미늄 이온으로 치환한 입실론형-알루미늄 산화철 ε-AlxFe2-XO3(0≤x≤0.66)을 합성하고 그 일련의 물질에 대한 밀리파 흡수 측정을 실시했다. 그 결과, 실온에서 밀리파 흡수 피크가 94GHz(x=0.66)에서 182GHz(x=0)의 사이에서 관측된다는 것을 발견했다. 이 주파수는 자성재료 가운데 가장 높은 공명주파수이다. 이러한 전자파 흡수는 입실론형 - 알루미늄 산화철 자성체의 높은 자기 이방성에 의한 자이로 자기효과에 기인한다.
입실론형 - 알루미늄 산화철은 금속산화물이기 때문에 장기간에 걸쳐 안정적이다. 또 알루미늄은 지구상에서 3번째로 매장량이 많은 원소이므로 입실론형 - 알루미늄 산화철은 재료 원가가 상당히 경제적이어서 공업적 응용에 적합하다. 기대되는 산업용 용도로서는 전자파 간섭 억제재료로서 의료실과 사무실 벽 등의 건재, 자동차, 전철, 비행기 등의 동체의 도포, 또 밀리파 발신기를 안정화시키는 밀리파 아이솔레이터와 서큘레이터 등의 고주파 밀리파용 일렉트로닉스 부품을 들 수 있다. 또한 이 전자파 흡수재료에 관해서는 (주)DOWA일렉트로닉스에서 샘플출하가 가능하다. CJ

리그닌에서 초경량 중공 탄소 미립자
제지공업에 있어서는 목재에서 종이의 원료가 되는 셀룰로오스를 분리한 후의 폐기물로서 고농도의 리그닌과 알칼리수 산화물 등을 포함하는 배액(排液, 검은 액체)이 발생한다. 이 검은 액체는 연소되어 열에너지로 이용됨과 동시에 회분(灰分)에서는 알칼리수 산화물 등이 회수되고 있다. 지금까지도 이 귀중한 생물자원인 리그닌을 고분자 원료 등으로 활용하는 수많은 연구가 이루어져 왔는데, 현재 소재로 이용되고 있는 리그닌의 양은 아주 적다.
이러한 리그닌을 원료로 하여 탄소미립자를 조제하는 다음과 같은 방법을 개발했다. 우선 리그닌과 무기화합물의 혼합 수용액을 스프레이나 초음파 무화(霧化)를 통해 작은 방울로 만들고 이것을 급속 건조시켜서 그 복합 미립자를 제조한다. 이 미립자를 질소가스 속  700℃에서 열분해하여 생성물을 물로 세정하고 무기화합물을 제거한 후 건조시킴으로써 탄소미립자를 제조할 수 있다. 대표적인 탄소미립자의 형태는 다음과 같다. 두꺼운 껍질로 된 고강도이며 비교적 경량인 탄소 마이크로셀(크기 : 0.3~50㎛, 숭밀도 : 0.2~0.5kg/L), 상당히 얇은 껍질로 된 초경량의 탄소 마이크로 벌룬(0.3~50㎛, 0.008~0.02kg/L), 카본 블록과 유사한 속에 알맹이가 든 탄소나노비즈(10~100nm), 또한 중공구조의 탄소 나노셀(3~30nm)이 합체하여 된 미크론 사이즈의 탄소 미립자 등이 있다. 그리고 탄소 마이크로 벌룬의 제조 조건에 따라서는 4200kg/cm2의 압력으로 눌러 부순 후에도 상압으로 되돌렸을 때에는 원래의 형상을 거의 복원하는 탄력성을 가진 초경량의 탄소 마이크로 벌룬을 제조할 수도 있다.
이 발명의 탄소미립자는 경량이며 비표면적이 시판 활성탄과 동등하기 때문에 고무의 보강재, 경량 필러, 유연성 부여재, 단열소재, 흡착재, 서방재, 흑생안료, 토너, 컬러필터, 및 정전방지제 등으로서의 용도를 기대할 수 있다. CJ

리튬이온전지의 안전성을 높이는 차세대 정극 재료
리튬이온전지는 휴대전화와 노트북 컴퓨터에서 사용되고 있는 전지이다. 이 전지의 성능을 좌우하는 재료 가운데 하나가 플러스극에 이용되는 재료, 정극활물질이다. 지금까지는 LiCoO2가 거의 단독으로 쓰여 대부분의 전지가 이 재료를 사용해왔다. 그러나 LiCoO2는 Li의 양이 감소하여 전지의 온도가 상승한 경우, 드물기는 하지만 산소를 방출하여 분해한다. 이 현상이 전지의 안전성을 크게 저하시키고 있다.
따라서 새로운 안전한 정극재료가 요구되고 있다. 그러므로 산화물이 아니라 천이금속인 인산염 화합물이나 규산염 화합물이 주목을 받으며 많은 연구가 이루어져 왔다. 그 중에서 리튬은 함유한 인산철, LiFePO4가 눈길을 끌어 실용화의 단계에 들어서 있다. 이 물질은 올리빈형 구조를 갖는 무기입자이며 전자전도성이 낮아 원래 전지재료에는 적합하지 않은 재료라고 생각되기도 했지만, 나노입자 설계에 기초한 개량이 이루어져 실용 레벨의 특성을 갖는 재료로 개발되기 시작했다. 그 결과, LiFePO4의 안전성은 상당히 높아, 안전한 전지의 제작에 적합한 정극재료로 위치하게 되었다. 그러나 전지의 전압이 3.5V이하가 되기 때문에 에너지 밀도가 작아진다는 것이 결점이다. 따라서 Fe이외의 천이금속을 이용한 화합물의 탐색이 이루어지고 있다. Mn, Co, Ni, V등 천이금속 산화물이 지금까지 연구되어 왔는데, 전지전압, 수명, 가격 등을 고려하면 가장 균형적인 재료로서 Mn을 들 수 있다. LiMnPO4가 만약 실용된다면 전지의 전압은 4V이며 전지의 용량도 20~30%상승한 전지를 제적할 수 있다. 지금까지 LiMnPO4의 합성에 관한 연구가 이루어져 왔는데, 충분한 성능을 얻는데 성공한 예는 상당히 드물다. Mg와 Fe 등을 도포하고 표면에 수 nm의 탄소층을 코팅함으로써 비교적 높은 성능을 얻을 수 있다는 것을 알았다. 또 결정 속의 이온의 움직임과 전자의 움직임을 부드럽게 만듦으로써 LiFePO4만의 특성을 얻을 수 있을 가능성이 밝혀지고 있다. 안전성이 우수해 보다 고성능이며 저가인 재료로서 주목되고 있어 앞으로는 전기자동차에 대한 전개도 기대된다. 앞으로 1차 입자를 응집하여 2차 입자 수준에서의 입자 설계도 중요한 포인트가 된다. 이러한 입자제어기술의 전개로 원래는 다루기 어려운 재료를 실용 레벨의 재료로 변신시킬 수 있다. CJ

가시광형 광촉매 활성 10배 달성
東京大學의 橋本교수 등의 연구팀은 新에너지 産業技術總合開發機構의 위탁을 받아 「순환사회 구축형 광촉매 산업 창제 프로젝트」연구를 실시, 세계 최고의 성능을 가진 가시광형 광촉매의 개발·양산화에 성공했다.
개발한 가시광형 광촉매는 산화텅스텐 미립자에 구리 2가 이온을 담지한 것으로, 이 연구팀은 종래의 가시광형 질소 도프 산화티탄과 비교하여 10배 이상의 가시광 활성을 발현한다는 것을 확인했다. 현재 주류인 자외광형 산화티탄 광촉매를 이용한 광촉매 제품은 실외 용도가 중심으로, 자외선이 적은 실내 등에서의 이용을 제한적이다. 그러나 이번에 개발한 가시광형 광촉매를 이용함으로써 실내에서의 공기청정·항균·항바이러스 등의 기능을 발휘시킬 수 있게 되리라고 기대하고 있다.
산화텅스텐은 밴드갭이 2.7eV로 가시광을 흡수할 수 있고, 게다가 가전자대 상단의 전위가 3.0V로 산화력은 충분하다. 그러나 그 전도대 하단의 전위 약 0.4V에서 광 여기 전자가 산소를 1전자 환원하지 못해 머물러 버려서 산화분해 반응이 중도에서 정지해 버린다는 문제가 있었다. 따라서 이 연구팀은 클러스터화한 구리 1가이온이 산소를 2전자 환원 혹은 4전자 환원(다전자 환원)하여 과산화수소 혹은 물을 생성한다는 점에 주목하여 이 문제를 해결했다. 즉, 구리 2가이온을 클러스트화하여 산화텅스텐 표면에 담지함으로써 가시광 여기로 생긴 전자가 구리2가이온에 주입되어 전자기 소비되고, 생성된 구리1가이온이 산소를 다전자 환원하여 구리2가이온으로 되돌아가 촉매적으로 기능한다고 상정하고 있다. 한편, 가시광 여기로 생긴 강한 산화력을 갖는 정공이 유기물 분해에 기여하기 때문에 가시광 활성이 상당히 크다고 생각하고 있다. 이 개발된 광촉매는 프로젝트의 멤버인 昭和타이타늄이 기존의 설비를 활용하여 양산화 가능한 체제를 구축함으로써 몇 킬로그램 오더의 샘플을 이미 제작했다. 그 샘플을 이용하여 프로젝트 참여 기업에 의한 제품성능평가에 들어갔다. 또 東京大學 駒場리서치 캠퍼스 내에 건설한 실증 주택에서 파나소닉電工이 광촉매 제품의 효과 검증을 개시했다. 프로젝트참여 기업이 이번에 개발한 가시광형 광촉매를 이용한 부재를 실증 주택에 설치하여 광촉매 활성의 목표치를 명확하게 함과 동시에 산화텅스텐을 원료로 했을 경우의 과제 추출과 용도 전개 등을 검토해 나갈 예정이다. CJ

고효율 고체산화물 연료전지 시스템의 기술개발
고체산화물 연료전지(SOFC; solid oxide fuel cell)는 산화물 이온전도성을 가진 Y2O3 안정화 ZrO2(YSZ) 세라믹 등을 전해질로서 이용하여, 고온(700~1000℃)에서 운전되는 연료전지이다. 운전온도가 고온이므로 재료에 대한 제약이 많으나, 다른 연료전지와 비교하여 시스템 구성이 심플하여 다양한 연료에 대응 가능하고, 높은 발전효율을 기대할 수 있는 등의 특징이 있다. 특히 SOFC와 가스터빈의 조합으로 최종적으로는 60%를 넘는 발전효율이 기대된다.
한편, 연료전지는 내연기관에 비하여 규모 면에서 장점이 별로 없으며, 시스템의 대형화 된 기존기술에 대한 우위성이 감소되고, 다수의 셀을 조합한 대형시스템을 쉽게 개발하는 것은 기술적, 경제적으로 어렵기 때문에 현재로서는 가정용, 소규모 사업용 등의 1~100kW 정도의 소형 SOFC시스템 개발이 선행되고 있다.
일본 산업기술종합연구소는 SOFC의 조기 시장도입을 지원하는 기술개발을 실시함과 동시에 보다 고효율로 이산화탄소 배출이 적은 차세대형 SOFC에 대하여 기초연구를 수행하고 있다. SOFC셀, 스택, 시스템, 개질품 등의 성능 평가방법의 연구개발을 실시하고 있다. 셀, 스택의 성능계측은 셀, 스택 자체의 특성만이 아닌, 집전판, 가스공급판 등 주변부재가 성능에 큰 영향을 주는 경우가 있으므로 이러한 점에 유의하여 임피던스계측 등에 의한 셀 각부가 성능에 미치는 영향, 스택 중의 연료가스 배분상황 등이 평가 가능한 시험수법을 개발하였다. 시스템의 성능 평가방법에서는 시스템의 부하응답에 관련하며, 스택, 개질품의 응답성을 해석하고 평가하는 수법을 개발하였다. 또한, SOFC의 연료인 도시가스의 유량계, 조성분석장치를 높은 정밀도로 교정하는 수법, 10kW 정도의 SOFC시스템에 대한 발전효율을 1%이하의 정도에서 계측할 수 있는 가반형(portable type) 효율측정시스템 등을 개발하고, 이들의 성과를 이용하여 현재 SOFC셀, 스택, 시스템의 성능평가방법에 대하여 국내규격, 국제규격을 정비하고 있다.
보다 고효율의 SOFC시스템에 대해서는 일반적으로는 가압형 SOFC와 가스터빈의 컴바인드 사이클이 기대되나, 실용적인 시스템 규모는 최저 1MW 이상이며, 가압에 따른 시스템 출력밀도는 오히려 저하되는 경향 등 개발에 큰 기술과제가 있다. 그래서 산업기술종합연구소에서는 현재의 SOFC기술을 기본으로 SOFC시스템 내에서 발생하는 열을 보다 고도로 이용함으로써 SOFC를 한층 더 고효율화하는 것을 검토 중이다. 구체적으로는 Anode Gas Recyle, 상압형 SOFC와 결합 가능한 열기관과의 조합 등으로 배열의 유효이용을 도모하고, 발전효율의 대폭적인 향상을 목표로 한다.
또한, SOFC에서는 원리적으로는 연료와 공기의 직접혼합이 없으므로 발전효율이 크게 저하하는 일 없이 이산화탄소 분리가 가능하다. 따라서 각종 이산화탄소 회수기술, 저장기술과 SOFC시스템의 적합성에 대하여 실용가능성을 조사(Feasibility study)하여 필요한 요소기술의 연구개발을 실시하고 있다. 예를 들면, 저장기술에 대해서는 현재 개발 중인 대규모 지중저장지술은 비용적으로 분산형 발전시스템인 SOFC에 적용시키는 것이 어렵기 때문에 새롭게 얕은 심도의 대수층에 이산화탄소를 용해, 저장시키는 저비용 분산형 저장기술을 연구 중이다.
이와 같이 산업기술종합연구소에서는 보다 고효율화된 SOFC와 이산화탄소 회수, 저장기술을 조합하여, 제로에미션(zero emission) 고효율발전을 실현하기 위하여 연구개발을 추진해 나갈 예정이다. GTB

희소금속 나노입자로
연료전지·촉매재료에 사용
住友電氣工業은 백금이나 코발트 등의 레어메탈(희소금속)을 나노미터 레벨로 소형화한 입자재료를 개발했다. 연료전지와 자동차용 촉매로 사용한다. 촉매의 표면적이 확대되기 때문에 연료전지의 발전효율과 자동차의 배기가스 정화작용이 20% 이상 향상될 공산이 크다고 한다. 2년 후에 실용화하여 자동차오 가전 메이커용으로 판매한다.
희소금속을 포함한 수용액을 환원시켜서 입자를 꺼내면 입자끼리 들러붙어서 비대화한다는 것이 과제였다. 住友電工은 독자의 도금기술을 활용. 입자표면을 막으로 덮어서 입자가 서로 들러붙는 것을 방지, 직경 20-30나노미터의 입자를 유지하는데 성공했다. 연료전지로 수소와 산소를 화학반응 시킬 때, 촉매인 입자가 작으면 작을수록 반응이 일어나는 표면적은 커져서 발전효율이 높아진다.
백금 등의 희소금속은 자동차의 배기가스 규제강화 등을 배경으로 촉매수요가 확대되어 세계적으로 가격이 비등하고 있다. 나노입자 재료는 희소금속의 사용량 저감에 의한 원가 삭감으로 이어진다는 장점을 내세워 판매할 생각이다.
住友電工은 이미 은나노 입자 재료를 상품화하여 플렉시블 프린트 배선기판(FPC)용 등으로 판매하고 있다. 나노입자 재료의 상품구성을 늘려서 이익률이 높은 전자재료 사업을 강화해 나갈 목적이다. 일경산업

촉매를 자석으로 회수
千葉大, 간단하게 재활용
千葉大學의 荒井孝義准 교수 연구팀은 자석에 붙어서 쉽게 회수할 수 있는 촉매를 개발했다. 자석에 붙는 금속입자의 표면을 촉매용 고분자가 감싼 듯한 캡슐 구조로 되어 있다. 의약·농업 등의 화학합성 공정에서 사용할 수 있도록 설계했다. 회수하여 재이용하면 폐기물 삭감과 저가화로 이어진다고 한다. 기업과 공동으로 실용화를 지향한다. 개발한 촉매 캡슐은 직경 100-200마이크로미터. 산화철 미립자의 표면을 촉매기능을 갖는 고분자로 덮는 기술을 개발하여 실현했다. 고분자의 종류를 바꿈으로써 여러 가지 반응에 사용할 수 있는 촉매를 만들 수 있다.
실험에서는 유기물을 산화하는 기능을 갖는 고분자를 캡슐화 했다. 유기물의 산화는 약이 체내의 단백질과 상호작용하거나 물에 잘 녹게 되거나 하는데 중요한 반응.
제조방법은 우선 아미노기라고 하는 분자구조를 미리 산화철 미립자에 붙여 둔다. 고분자의 원료가 되는 구리를 포함하는 화합물과 비피리딜이라고 하는 물질을 섞은 액체에 산화철 미립자를 넣으면 아미노기가 구리를 끌어당겨서 미립자 주위를 뒤덮듯이 고분자가 생긴다.
고분자의 두께는 1마이크로미터 이하로 아주 얇다. 분자가 자율적으로 특정한 구조를 만드는 「자기조직화」라고 하는 현상을 잘 활용했다. 이 캡슐을 사용하여 에탄올 속에서 규소 에노라트라고 하는 유기물을 산화하여 약의 원료 등으로 이용되는 α-히드록시케톤을 만들었다. 또한 캡슐을 자석으로 회수하여 4회 재이용한 결과, 촉매로서의 기능은 거의 떨어지지 않았다.
캡슐을 약 등의 제조공정에서 사용하면 촉매를 쉽게 재활용할 수 있게 된다. 캡슐에는 유해물질은 포함되어 있지 않았다. 단, 캡슐에 포함된 구리의 일부가 에탄올 속에 남는다는 과제가 있기 때문에 앞으로 해결할 필요가 있다. 일경산업

펜 모양 프로젝터에 
1인치 화면에 하이비전 LED 고밀도 배치
OKI(沖電氣工業)의 프린트 헤드 자회사, OKI디지털 이미징(東京都 八王子市)는 사방 1인치 크기에 하이비전 화상을 비출 수 있는 소형 고정밀 디스플레이 기술을 개발했다. 발광다이오드(LED)를 1200dpi(1인치당 도트 수)에 상당하는 고밀도로 배치하여 발광시킨다. 펜 크기의 소형 프로젝터의 실현 등으로 이어질 기술로 보고 있으며 2년 이내의 상품화를 목표로 하고 있다.
신기술은 우선 갈륨비소 기판 위에 두께 2마이크로미터의 LED층을 형성. 이 층을 벗겨서 LED의 발광을 제어하는 구동회로 위에 눌러 붙인다. 분자간력이라고 하는 분자끼리에 작용하는 미약한 힘을 사용하여 접착시키는 것이 포인트. 접착면을 나노미터 단위에서 평평하게 가공하고 있으며 강한 분자간력을 일으킬 수 있다.
신기술을 사용하여 디스플레이를 시작한 결과, 세로 0.5밀리미터, 가로 2밀리미터의 미소한 스페이스에 1200dpi에 상당하는 세로 24도트, 가로 96도트의 LED를 배치할 수 있었다. 하나의 LED소자는 가로세로 10마이크로미터. 
LED를 평면으로 배치하여 디스플레이로 사용하려면 통상 발광을 제어하는 구동회로와 LED 각각을 와이어로 접속할 필요가 있다. 접속 스페이스가 방해가 되어 LED를 고밀도로 배치하려면 물리적인 한계가 있었다.
OKI디지털이미징은 고정도 프린터용 헤드를 생산한다. 프린트 헤드는 감광체에 빛을 쏘아서 잉크를 찍어내기 위한 부품으로 이 회사는 구동회로의 기판 위에 분자간력으로 LED를 얹고 직선상의 헤드를 만드는 기술을 갖는다. 이 기술을 평면으로 전개함과 동시에 소형으로 만들 수 있는 설계를 연구한 구동회로를 이용하여 디스플레이가 가능하게 되었다. 액정과 플라즈마를 고정밀로 해도 수백 dpi가 한계라고 한다.
LED는 소비전력이 적고 응답속도가 빠르기 때문에 매끄러운 동영상 표시도 가능. 슬림화와 경량화를 하기 쉽다는 이점도 있다. 이 회사는 우선 비디오카메라의 파인더와 프로젝터 등에 대한 적용을 검토하고 있다. 미미한 광원으로도 세밀한 화면을 재현할 수 있기 때문에 펜 크기의 프로젝터를 실현할 수 있다고 한다. 일경산업

녹색 레이저 자연에서 선명
영사기용 대출력으로
소니 특수한 광학재료 활용
소니는 영화관의 영사기 등에 사용할 수 있는 출력이 큰 녹색 레이저의 광원을 개발했다. 반도체 레이저에서 나오는 적외선을 광학재료를 사용하여 녹색으로 바꾼다. 기존의 빨강과 파랑의 레이저 광원과 조합하면 현재의 영사기에 비해 자연에 가까운 선명한 색으로 영화를 즐길 수 있게 된다. 이 회사는 사업화의 전망은 밝히지 않았지만 영사기와 프로젝터 등 영상용 용도를 기대한다.
새 광원은 빛의 파장을 변환하여 색을 바꾸는 광학재료를 사용한다. 광학재료는 빛이 통과하는 방향인 「결정방위(結晶方位)」가 4마이크로미터 폭으로 바뀌는 특수한 구조를 가져, 입력한 빛이 재료 안에서 단계적으로 증폭되어 강한 레이저 빛이 난다. 지금까지는 광학재료의 성능이 불충분하여 큰 출력의 밝은 빛이 나오지 않았다.
이 회사는 한 변이 약 5센티미터인 상자 모양의 광원을 시작. 가정용의 100볼트 전원에서 최대 20.8와트의 출력이 나왔다. 밝기로 환원하면 약 1만 2천 루멘으로 대형 영사기 정도에 상당한다고 한다. 현재의 영사기에 사용하는 수은램프의 수명(수천 시간)을 상회한다. 파랑과 빨강의 반도체 레이저와 조합시키면 풀컬러 영상을 실현할 수 있다. 현재의 영사기는 수은램프의 백색광에 컬러필터로 색을 입힌 것이다. 3원색의 레이저와 영사하면 자연에 가까운 선명한 영상을 실현할 수 있다. 3원색 가운데 빨강과 파랑의 반도체 레이저는 이미 광디스크 등에 사용되고 있다. 한편, 녹색 반도체 레이저는 아직 실용화되지 않아 적외선의 빛을 광학재료를 통해서 녹색 파장으로 변환하고 있다. 따라서 녹색의 광원은 큰 출력을 낼 수 있는 광학재료가 필요했다.
소니는 1993년에 약간 파랑에 가까운 녹색 반도체 레이저를 개발한 실적이 있다. 앞으로 녹색 반도체 레이저가 실현되면 더 작은 프로젝터를 실현할 수 있을 것이다. 일경산업

방사광 사용한 「새 가라츠야키」
佐賀大 등 강도 기술을 연구
佐賀大學과 唐津市, 唐津瀟협동조합은 차세대의 가라츠야키 사업을 담당할 인재 양성에 힘을 쏟겠다고 발표했다. 싱크로트론 방사광으로 유약과 흙에 포함된 금속성분을 분석하여 발색조건을 연구한다. 이 데이터를 바탕으로 새로운 감각의 업무용 식기와 일용 식기를 개발하여 가라츠야키의 발전으로 이어나간다.
佐賀大學이 시작한 것은 「전략적 발상능력을 가진 가라츠야키 산업 인재 양성」프로그램. 文部科學省이 과학기술진흥조정비에서 5년간 약 2억 3500만 엔을 얻어서 실시한다.
佐賀大學은 첨단과학기술, 전통공예, 경영전략을 융합한 커리큘럼을 만들어 3년에 10명, 5년에 30명의 인재를 육성한다. 커리큘럼의 수강료는 무료.
현재 唐津에는 약 40개의 가마가 있고, 150명이 가라츠야키에 종사하고 있는데, 연간 매상고는 10억 엔을 넘어 3년 전의 반으로 줄었다. 가라츠야키는 차의 세계에서는 유명하지만 식기세척기에 넣으면 잘 깨진다는 등의 이유로 업무용이나 일용품으로서는 널리 보급되지 않았다.
따라서 전자현미경으로 생지의 구조를 분석하여 강도를 높일 수 있는 방법을 개발, 새 상품으로 연결할 수 있는 인재와 일본 내외에 유통할 인재를 육성한다. 일경산업