순식간에 거울로 변신!!
독일 쇼트, 특수 유리를 판매
투명유리가 순식간에 거울로 변신. 독일 쇼트(마인츠시)는 뒷면에 검은 물체를 놓으면 거울이 되는 특수유리 「미로나」를 일본에서 본격적으로 판매하고 있다. 투명유리에 산화티타늄을 코팅하여 이면의 색이 검으면 유리에 발라져 있는 산화티타늄이 주위의 빛을 반사하여 은색으로 보여서 거울의 기능을 발휘한다. 가격은 1평방미터 당 5만-8만 엔으로 표준적인 유리에 비해 약 10배로 높지만, 고부가가치 상품으로 판매한다. 2010년에 매상고 1억 엔을 목표로 한다. 미로나는 텔레비전의 전면유리로 사용하면 스위치를 끈 상태에서는 거울이 되고 스위치를 켜면 일반 텔레비전 영상을 비춘다. 쇼윈도의 전자광고에 부착하거나 전문점 등의 인테리어의 사용을 상정하며 「여러 가지 상황에서 활약할 수 있을 것」(쇼트日本)이라고 보고 있다. 일간공업

초소형 전자기 변환 디바이스
코일 지름 몇 마이크로미터 JFCC가 개발
파인세라믹스센터(JFCC) 나노구조연구소의 山本和生 연구원 등 연구팀은 岐阜大學의 元島栖二 특임교수와 공동으로 코일 지름 몇 마이크로미터의 초소형 전자기 변환 디바이스를 개발했다. 전기를 통하게 하면 자장을 발생하는 디바이스로 세계 최소라고 한다. 元島교수가 개발한 카본마이크로코일(CMC)에 전극을 배선했다. 마이크로 머신 등 폭넓은 용도를 전망할 수 있다.
지금까지 전자기 변환 디바이스 가운데 가장 작은 것은 코일 지름 수 백 마이크로미터였다고 한다. CMC는 마이크로미터 단위의 피치로 코일 모양으로 감은 미세한 탄소섬유. 여러 가지 형상의 것이 다발로 묶여서 구성되어 있다.
JFCC는 이온 빔으로 반도체 디바이스 등을 가공하는 집속 이온빔 장치를 활용하여 이 디바이스를 제작. CMC의 다발에서 디바이스에 적합한 것을 하나 빼내기 위해 바늘 모양 부품을 CMC에 가까이 대어서 갈륨이온을 조사. 그러자 장치 내의 화합물 가스 속의 텅스텐이 바늘 모양 부품과 CMC에 증착하여 양쪽을 연결한다. 바늘 모양 부품에 의해 빼내어진 CMC에는 같은 증착방법으로 코일의 양 끝에 금으로 된 전극을 부착한다.
자장과 전장의 관찰이 가능한 홀로그래피 기능 부착 투과형 전자현미경을 사용하여 전기를 통하게 하자 코일 단면에서 나오는 자력선의 촬영이 가능하여 자장의 발생을 확인했다.
또한 전류를 늘리자 자력선 양이 늘어난다는 것도 알게 되어 전자기 변환 디바이스로서 기능한다는 것을 확인했다. 초소형이라는 특징을 살려서 여러 가지 용도를 전망한다. 일간공업

세라믹소재 연대측정의 새로운 방법
탄소연대측정법은 유기물질의 정확한 연대측정을 위해 사용되는 가장 보편적인 방법이다. 현대의 고고학자들은 탄소연대측정법과 비슷하면서도 훨씬 간단한 방식인 Rehydroxylation 연대측정법이라는 새로운 기술을 세라믹스물질의 연대측정에 사용하고 있다.
Rehydroxylation 연대측정법은 소성 후 공기 중의 수분과 화학적 반응을 하는 세라믹소재의 특성을 이용한다. 이 반응이 일어나는 동안 세라믹소재의 질량은 매우 느린 속도로 증가하는데 Rehydroxylation연대측정법은 이러한 질량변화를 측정하여 세라믹스 물질의 연대를 알아내는 기술이다. Rehydroxy
lation 연대측정법을 개발한 멘체스터대학과 에든버러대학의 연구원들은 최근 런던 박물관의 연구원들과 함께 Rehydroxylation 연대측정법의 응용에 관한 공동연구를 진행하였으며 연대를 알고 있는 벽돌 샘플의 연대분석을 통해 Rehydroxylation연대측정법의 정확성을 증명하였다. 새로운 연대측정법의 기술적 약진은 2003년 멘체스터 대학과 에든버러대학의 연구원들이 세라믹 물질과 물과의 반응속도를 계산하는 방법을 고안해 냄으로서 이루어졌다. 그들은 측정하고자 하는 샘플을 섭씨 500도까지 가열하여 샘플내부의 수분을 제거한 후 수분이 제거되기 전과 후의 무게변화를 측정하였다. 그 다음 수분이 제거된 샘플과 공기 중의 수분이 반응함에 따라 발생하는 아주 작은 무게변화를 시간의 변화에 따라 측정하여 세라믹 물질과 수분의 반응속도를 계산해 냈다. Rehydroxylation연대측정법은 오랜 시간동안 수분과의 반응을 통해 증가한 세라믹 물질의 질량 측정하고 측정된 질량변화를 세라믹 물질과 수분의 반응속도로 나눠 세라믹 물질의 연대를 예측하는 매우 간단하면서도 정확한 연대측정법이다. 연구팀은 Rehydroxylation연대측정법을 이용 2000~8000년 정도의 연대를 가지는 세라믹 물질의 연대를 측정하는데 성공했다. 또한 Rehydroxylation 연대측정법의 정확도를 평가하기 위한 실험으로 연대를 알고 있는 세라믹스 블록의 연대를 측정하는 실험이 수행되었다. 미스터리 블록이라 이름 붙여진 이 블록은 고고학자들의 연구를 통해 339~344년 정도의 연대를 가진 것으로 알려졌는데 Rehydroxylation연대측정법을 이용한 결과 340년의 연대를 가진 것으로 나타났다.
맨체스터 대학의 Motia Wilson, Margaret Carter, William Hoff, Ceren Ince, Shaun Savage, Bernard McKay, 에든버러 대학의 크리스홀에 Ian Betts, 그리고 런던 박물관팀의 이번 연구결과는 Proceedings of the Royal Society A를 통해 소개되었다.
이번연구의 연구책임자이자 멘체스터 대학의 교수인 Wilson은 Rehydroxylation을 이용한 새로운 연대측정법이 고고학 자료의 정확한 연대측정 및 미술품의 감정 등에 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이라고 이야기 했다. Wilson에 따르면 Rehydro
xylation 연대측정법에 사용된 기술은 다른 흥미로운 분야에 응용될 수 있을 것이라고 한다. “연대가 정확히 알려진 세라믹 물질만 있으면 Rehydroxylation 연대측정법을 응용해서 과거의 평균기온을 매우 정확하게 알아낼 수 있습니다. 이 방법은 기후변화를 연구하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것입니다.” ACB

Aerogel을 이용한 오일제거
반투명한 겉모양과 가벼운 무게 때문에 결빙된 연기라고도 불리는 Aerogel은 언젠가 Aerogel이 지니는 매우 뛰어난 흡수율과 스펀지 같은 특성을 이용한 물의 정화와 바다, 강 등에 유출된 기름의 제거를 위해 사용될 수 있을 것으로 보인다. Nanogel은 Aerogel의 일종으로 Cabor Corp에서 생산되는 Aerogel의 상품명이다. Industrial & Engineering Chemistry Research에 소개된 연구에 따르면 Nanogel은 소수성 실리카를 이용해 제조되는데 현재까지 물의 정화를 위해 사용되던 어떤 흡수제 보다도 높은 흡수특성을 지닌다고 한다. Boston에 위치한 Cabot Corp은 Nanogel의 제조사로서 이 연구를 후원하고 있다. “우리는 Aerogel이 널리 사용되던 Carbon과 Vermiculite에 비해 월등한 특성을 지닌 최고의 흡수제로 사용될 수 있을 것이라 생각하고 있습니다.” 논문의 공동저자이자 에리조나 주립대의 화학공학과 교수인 Bob Pfeffer는 이야기 했다. “우리는 여타의 흡수제에 비해 Aerogel이 월등히 높은 효율을 가진 흡수제라고 생각합니다.” 필터용으로 사용되고 있는 톱밥, 이탄(Peat Sorb), 벤토나이트, Organo-clay, Canary grass, flax fiber 등에 비해 Aerogel이 뛰어난 특성을 가지고 있는 것은 자명한 사실이지만 Aerogel이 실제로 여타의 재료를 대신하여 Filter로 사용될 수 있을지는 Aerogel을 얼마나 싸게 만들 수 있을지 그리고 재활용이 가능한지에 달려있다.
Aerogel은 공장에서 발생하는 오일, 톨루엔 그리고 그 밖의 유기화합물을 흡수하는 특성을 가지고 있다. Aerogel이 정화용으로 사용될 수 있는 이유는 Aerogel의 내부구조에 있다. Aerogel은 99.8%가 공기인 다공성 재료로 부피에 비해 매우 큰 표면적을 가지며 Aerogel자체 무게의 7배 이상을 흡수할 수 있을 정도의 매우 우수한 흡수, 흡착 특성을 가지고 있다. “Aerogel이 유출된 기름을 제거하기 위한 매우 훌륭한 물질이라는 것에는 의심할 여지가 없습니다.” Pfeffer는 이야기 했다. “Aerogel은 엄청난 흡수력과 함께 매우 가벼운 무게를 가지고 있기 때문에 물위에 떠있는 오일을 흡수하기엔 더없이 훌륭한 물질이죠, 다른 흡수제들처럼 기름을 흡수하기도 전에 바닥으로 가라않을 염려가 없습니다.” ACB

파장판으로서의 잠재력을 지닌 Aerogel
다국적 연구팀은 Aerogel이 광범위한 파장영역에서 이용 가능한 파장판으로 응용될 수 있음을 제안했다. 이 연구팀은 플로리다 대학의 Pradeep Bhupathi, Rodica M. Martin, Lukas Jaworski, David B. Tanner, 부산대학교의 황정식, Alexander W. Dreyfoos School of the Art의  Jackson Blankstein, Delaware 대학의 Norbert Mulders로 구성되어 있다.
연구팀은 실리카 Aerogel을 여러 가지 일축압력으로 누를 때 발생하는 광학적 특성변화를 측정했다. 그들은 압축된 Aerogel에 당기는 힘이 가해질 경우 가해진 힘에 비례하는 복굴절이 발생한다는 사실을 알아냈다. 그들은 에어로켈의 복굴절이 압축되고 되돌아오고를 반복하면서 원상태로 돌아올 수 있다는 것도 알아냈다. 물질의 복굴절 특성은 빛의 편광도를 바꾸기 위해 사용되는 파장판을 만드는데 이용될 수 있다. Aerogel은 압축이라는 매우 간단한 방법으로 편광도를 동적으로 변화 시킬 수 있어 파장판의 제작에 유용하게 쓰일 것으로 생각된다.
연구원들은 Aerogel이 타원편광을 조절하기 위한 장치로 150년 이상 사용되어 오던 Babinet 보정기를 대체할 수 있을 것이라고 한다. “Aerogel 파장판은 Babinet 보정기와 비교했을 때, 모든 장비에서 단일상의 방해, 저위 파장판, 쉬운 보정과 여러 변수(두께, 압축정도, 다공성)를 조정할 수 있다는 점에서 기존의 Babinet 보정기에 비해 뛰어난 특성을 지니는 파장판으로 사용될 수 있을 것입니다.” 일간공업

새로운 방열판 개발
NASA와 다른 우주연구기관은 태양에 가까이 가는 임무를 수행하기위해 우주선을 보낸다. 이를 위해 해결해야 할 가장 큰 과제는 태양과 가까워짐에 따라 급격히 상승하는 온도에 견딜 수 있는 방열판을 개발하는 것이다. 최근 Johns Hopkins 대학 연구팀은 태양에 가까이 갈수 있는 환경을 제공하기위해 광학 알루미늄표면을 이용한 몇가지 혁신적인 방열판개발에 관한 연구결과를 발표했다. 그들의 연구결과는 ACerS´s International Journal of Applied Ceramic Technology를 통해 발표됐다.
이 연구는 Don King, David Drewry, Jennifer Sample, Dale Clemons, Keith Caruso, Ken Potocki, Douglas Eng, Douglas Mehoke, Micheal Mattix, Michael Thomas, Dennis Nagle이 속한 Johns Hopkins대학의 응용 물리실험실과 Whiting School of Engineering 연구원들에 의해 수행되었다. 연구팀은 태양에 가까이 가는 임무에 적합한 방열판의 구현을 위해 원뿔모양의 첫 번째 방열판과, 디스크형태의 두 번째 방열판으로 구성된 새로운 구조를 고안했다. 원뿔 모양의 첫 번째 방열판은 두 가지 목적을 위해 제작된다. 첫 번째 목적은 태양으로부터 입사되는 복사열을 받는 면적을 줄이는 것이며 두 번째는 흡수된 열을 방출하는 면적을 넓히는데 있다. 두 번째 판은 첫 번째 판과 우주탐사기를 싣고 있는 장치 사이의 벽을 만들어 준다.
Johns Hopkins대학 연구팀은 첫 번째 판을 구성하는 물질의 반사율에 따라(흡수와 재복사만을 비교했을 때)방열판의 성능이 어떻게 변하는지에 대해 관찰하였다. 연구팀은 방열판의 반사율을 높이기 위해 탄소위에 알루미나(Al2O3)를 플라즈마 스프레이 방법을 이용하여 증착시 적용 하였으며 알루미나-탄소 물질이 코팅된 방열판이 기존의 방열판에 비해 향상된 성능을 보여준다는 것을 증명했다. 실험결과에 따르면 알루미나-탄소 코팅의 방열판은 기존의 기판보다 12% 낮은 온도로 유지될 뿐 아니라 가시광선과 적외선영역에서의 높은 반사율을 보여 주는 것으로 보인다. 그들은 알루미나-탄소 시스템의 장점을 다음의 세 가지로 요약했다. 1)탄소-탄소판에서 오는 장비의 오염을 줄인다. 2)낮은 온도가 가능하여 장비나 방열판의 물질선택이 넓어진다. 3)두 번째 판의 두께가 얇아지므로 우주선의 무게를 줄일 수 있다. ACB

발광효율을 40% 향상
적색LED소자를 제품화
昭和電工은 발광효율을 이 회사 종래 제품 대비 40% 향상된 적색발광다이오드(LED)소자를 제품화, 판매를 하고 있다. 전극의 모양과 배치 등을 연구하여 1와트 당 80루멘과 세계 최고 수준의 발광효율을 실현했다. 조명 등에 사용한 경우, 종래에 비해 사용할 LED 수를 삭감할 수 있어 에너지 절약으로 이어진다. 야외 디스플레이와 차량용 조명, 슬림형 텔레비전용 광원 등, 폭넓은 분야에 판매한다. 발매한 것은 알루미늄, 갈륨, 인듐, 인 네 가지 원소로 구성하는 4원계 적색 LED 소자. 전극의 개량과 함께 LED 소자의 표면처리 정도를 높이는 등으로 빛의 발산 효율을 대폭 향상. 세계 최고 수준의 발광효율을 실현했다. 신제품을 계기로 LED관련 사업의 매상 확대를 도모한다. 일간공업

텔레포테이션 이용
고속으로 양자 계산
NTT와 大阪大學은 차세대 고속계산기로 높아지는 양자 컴퓨터를 실현하는 방식으로 유망한, 고전통신과 양자 얽힘의 효과를 이용하여 양자 상태를 보내는 「양자 텔레포테이션」을 사용하여 양자 계산을 하는데 세계 최초로 성공했다. 복수의 입자간이 양자역삭적인 상관을 가진 「양자 얽힘」상태에 있는 광자가 있다면 1양자 도트마다 측정하는 간단한 처리로 고속계산이 가능하다고 한다.
원격지를 연결하는 텔레포테이션 기술을 사용한 양자 계산으로 이론적인 고전 한계를 나타냄과 동시에 그 한계치를 넘는 양자계산의 실험에 성공했다.
01년에 이론 제안된 이 기술의 실증은 처음. 종래의 실험에서는 고전 한계치(양자 얽힘을 사용하지 않아도 실험할 수 있는 한계치)의 기준이 애매했다고 한다. 실험에서는 빛의 최소 단위인 광자를 네 개 사용하여 고정도한 얽힘 상태를 만들었다.
원격지에 있는 타자간 텔레포테이션을 하면서 양자 계산할 수 있기 때문에 암호통신 이외에 「양자 투표와 양자 머니 등 양자 비밀 계산의 응용이 확대」(岡本龍明 NTT정보유통 플랫홈 연구소 岡本 특별연구실 실장)될 것으로 보고 있다.
앞으로는 광자의 양자 비트 수를 늘려서 보다 규모가 큰 양자 얽힘 상태를 만들어서 실증해 나갈 것이다. 일간공업

알루미늄에 DLC막
생성기술 실용화에 길
新奈川縣 산업기술센터(新奈川縣 海老名市, 소장 馬來義弘)와 不二더블류피씨(新奈川縣 厚木市, 사장 下平英二)는 공동으로 알루미늄재 표면에 다이아몬드 라이크 파본(DLC) 박막 생성의 실용화에 길을 여는 기술을 개발했다. 표면에 텅스텐 미립자를 고속으로 던지는 밑처리(피닝 처리)로 밀착성을 높였다. 알루미늄은 금속이라도 부드럽고 탄소와의 밀착성도 나빠서 DLC막 생성이 어렵다. 자동차용 엔진 등에서 알루미늄 비율 향상으로 이어질 수 있을 듯하다. 40마이크로-200마이크로미터의 미립자를 표면에 고속으로 조사하여 경화시키는 不二WPC의 표면개질 기술을 사용한다. 알루미늄 표면을 텅스텐 미립자로 굳히고 그 위에 DLC막을 생성한 것보다 밀착성, 내마모성이 3-5배 향상. 앞으로는 실용화를 위한 연구를 계속하는 이외에 플라스틱 재료 등에 대한 DLC막 생성 프로세스 개발 등에 돌입한다. 밑처리 자체도 「새로운 알루미늄 표면 강화기술로 기대할 수 있다」(加納眞 新奈川縣 산업기술센터 연구원)고 한다.
DLC는 결정구조를 갖지 않는 다이아몬드상 탄소. 소재 표면의 내마모성을 높이기 위해서 미끄러져서 움직이는 접동부품 등의 마찰저항의 저감과 장수명화, 소형화를 기대할 수 있는 응용이 이루어지고 있다. 특히 자동차의 엔진, 구동계 부품에 대한 채용이 활발. 그러나 알루미늄은 DLC를 코팅할 수 없기 때문에 엔진 본체의 실린더 라이너 등은 주철 제품. 이들의 알루미늄화가 진행되면 자동차의 경량화에 크게 공헌할 것이다. 일간공업

하수처리장용 인 흡착제
미·일에서 파일럿 사업
旭化成케미, 2008년에 개시
旭化成케미컬즈는 하수처리장의 배수에 포함된 인을 흡착·회수하는 「인 흡착제」에 대해서 작년인 2008년도에 미국, 일본에서 파일럿 사업을 시작했다. 이 회사는 일본하수처리사업단(東京都 新宿區, 이사장 石川忠男)과 추진하던 실증실험이 08년도에 완료된 후, 올해부터 본격적으로 사업화를 시작했다. 그에 앞서 08년도에는 미국과 일본에서 소규모 파일럿 사업을 시작하기도 했다. 앞으로는 유럽, 중국에서도 전개해 나갈 예정이다.
旭化成케미컬즈의 인 흡착제는 세라믹스 재료에 고분자계 재료를 첨가한 것. 내부는 미세한 다공질 구조로, 하수 속의 인의 90% 이상을 차지하는 올트린산염을 선택적으로 흡착한다. 이 회사에 따라는 경합제품에 비해 약 10배의 처리 능력을 갖는다.
일본에서의 파일럿 사업은 하수처리 사업자를 대상으로 했다. 인 흡착제에 의해 하수에서 인을 제거함과 동시에 흡착한 인을 알칼리 수용액으로 석출. 인산칼슘화하여 재자원화하는 흡착·회수 시스템을 투입한다. 미국에서는 엔지니어링 회사에 라이센스를 공여하여 추진했다. 미국의 하수처리에서 일반적인 염기조, 무산소조, 호기조에 의한 「A2법」과 인 흡착제를 조합시킨 실증실험도 겸하여 흡착에 한정하여 사업 전개한다.
旭化成케미컬즈에서는 인 흡착제에 대해 전략분야인 물 처리사업의 핵심으로 연구 개발하여 이 사업의 주력제품인 「마이크로저」와 조합시킨 시스템도 검토 중. 해수담수화 플랜트의 중간막(RO)에 잔류하는 붕소의 제거제 개발도 추진하고 있다.
인은 세계 각지의 호소(湖沼), 항만에서 부영양화의 원인으로 문제가 되고 있다 한편, 원료인 인 광석의 세계 산출량은 미국, 중국, 모로코 3개국에서 전체의 3분의 2를 차지하고 있으며 앞으로 수십 년 후면 고갈될 것이라고 일컬어지고 있다. 일간공업

고순도 단층 CNT를 활용
트랜지스터 개발
産業技術總合硏究所는 고순도의 반도체 단층 카본나노튜브(CNT)를 사용한 트랜지스터를 개발했다. 용액 속에 분산시킨 CNT를 효율적으로 채취하여 기판에 도포한 박막으로 소자를 제작했다. 종래의 제법을 상회하는 성능이라고 한다. CNT박막은 대면적화가 용이하기 때문에 저가로 양산할 수 있는 실용적인 CNT 트랜지스터의 개발로 이어진다.
직경 1나노미터 정도의 반도체 단층 CNT의 안료와 CNT를 분산시키는 고분자 폴리플루오렌을 유기 용매 속에 섞어서 초음파로 분산시킨다. 이 액체를 가속도 15만 그램의 원심분리기에 걸어서 고순도 CNT액체만을 추출한다. 또한 고분자를 제거한 CNT액체를 실리콘 기판에 코팅, CNT박막을 형성, 트랜지스터를 제작했다. 소자의 고속화 지표가 되는 이동도는 종래와 동등한 성능을 확보하여 스위치 특성을 결정하는 온오프비(比)는 10의 5승 이상으로 과거 최고 성능을 얻을 수 있었다. 일간공업

저유전과 경도 양립
32나노 LSI용  절연막에서 새 수법 개발
東芝, 소니 등 반도체 메이커 민간 11개사가 출자하는 반도체이공학연구센터(스타크, 橫浜市 港北區)는 東北大學의 寒川誠二 교수 등과 공동으로 차세대 LSI의 배선부에 사용하는 유전율이 낮은 고기능 절연막을 제작하는 새 수법을 개발했다. 종래와 같은 원료 가스를 이용하면서 새롭게 저에너지의 중성입자 빔을 조사함으로써 낮은 유전율과 높은 경도를 양립했다. 반도체 각사는 2013년의 실용화를 전망하는 32나노미터 세대의 미세 LSI에서 기술을 도입한다.
LSI의 다층배선 사이를 메우는 절연막에는 회로의 미세화에 따라 증대하는 배선간 용량을 낮출 수 있는 낮은 유전율이 요구된다. 32나노미터 세대에서는 유전율 2.1-2.5가 요구되고 있어, 공동팀은 개발한 수법을 사용한다. 종래 제법에 비해 0.2포인트 낮은 유전율 2.2의 막을 시작했다. 22나노미터 세대에도 적용가능한 수준이라고 한다. 중성입자 빔을 조사하는 화학기상성장(CVD)장치로 성막하면 유해한 자외선 등의 영향을 낮출 수 있어 기판 표면에 고정도한 막을 만들 수 있다.
하층막을 손상시키지 않기 위해 경도를 낮추지 않고 저유전율화할 수 있었다.  이 방법을 사용하면 막의 구조를 분자 레벨까지 가늘게 제어할 수 있다. 이후로는 빔의 조사 에너지를 최적화하여 보다 고성능으로 성막할 수 있는 원료 가스의 구성을 검토해 나갈 것이다. 일간공업

금속나노입자
탄소 피막으로 열화 방지
立命館大  연료전지 수명 향상도
立命館大學의 墻內千尋 교수 연구팀은 나노미터 사이즈의 금속미립자를 탄소로 코팅하는 기술을 개발했다. 탄소는 화학적으로 안정적이어서 전기특성이 우수하다는 등의 특징을 가지고 있어 금속의 열화를 방지하는 효과 등을 기대할 수 있다. 연료전지 등의 금속촉매를 코팅하면 수명 향상 등을 기대할 수 있다. 기업과 공동으로 5년 이내의 실용화를 목표로 한다. 개발한 기술은 탄소와 금속을 고온으로 증발시켜 순간적으로 냉각하여 고체가 된 금속미립자를 탄소로 코팅한다. 직경 몇 밀리미터, 길이 5센티미터 정도의 탄소 막대에 직경 1밀리미터 정도의 구멍을 뚫어서 가는 금속선을 넣는다. 이것을 압력과 온도에 견딜 수 있는 특수한 장치에 넣는다. 아크방전이라고 하는 방법을 이용하여 탄소 막대와 금속선을 동시에 섭씨 3천도 이상으로 가열한다.
증발한 탄소와 금속은 장치 내에 가득 찬 아르곤 등의 기체와 접촉하여 냉각된다. 융점이 높은 탄소가 먼저 굳는 과정에서 금속의 증기를 받아들인다. 탄소에 흡수된 금속은 직경 수 십 나노미터의 입자 그대로 굳는다.
금속미립자의 표면은 두께 10나노미터 전후의 탄소로 뒤덮여 있다. 기체의 종류와 압력을 바꿈으로써 금속의 직경은 10나노미터-100나노미터로 제어할 수 있다. 은, 알루미늄, 니켈, 철 등 10종류 이상의 금속에서 성공했다.
탄소는 전기가 잘 통하며 기체를 잘 흡착하고 화학적 안정 등의 특징을 갖는다. 금속미립자의 탄소 코팅으로 이 둘의 특징을 함께 갖는 재료가 된다. 우선 연료전지와 전기 2중층 캐퍼시터 등의 금속 촉매를 탄소로 코팅하여 수명향상을 꾀한다. 금속 촉매는 산화하거나 덩어리가 되거나 하여 열화되기 쉽다. 탄소 코팅으로 열화를 방지할 수 있다고 한다. 일경산업

굳지 않는 생콘크리트 약제
골재 회수 쉬워져
日本제로콘 구연산을 활용
차열도료의 판매 등을 하는 日本제로콘(兵庫縣 尼崎市, 사장 堅尾信祐)는 공사에서 남은 생콘크리트를 굳히지 않고 골재를 재이용하기 쉽도록 하는 약제를 개발했다. 구연산이 주원료로 시간이 경과해도 굳어지지 않도록 유지한다. 건조 후에 체에 치면 돌이나 모래 등 골재를 손쉽게 회수할 수 있어 산업폐기물로 처리되는 잉여 생콘크리트의 삭감에 도움이 된다고 한다.
개발한 잉여 생콘크리트 재활용제 「제로콘」은 시멘트의 강도를 낮춰서 다음 날이나 며칠 후에는 손으로 분해할 수 있는 정도의 상태가 된다. 분쇄하기 쉽도록 함으로써 콘크리트의 골재로 사용되고 있는 돌이나 모래를 낭비 없이 골라낼 수 있다. 이 회사가 함께 개발한 전용 건재 골재 분별기를 사용하면 규격을 갖춘 시멘트 골재로 재이용이 가능하다.
지금까지는 하루의 공사가 끝나 레미콘차에 남은 생콘크리트는 우선 시멘트 공장으로 돌아가서 굳기 전에 꺼낸다. 꺼낸 후에는 굳어진 것을 그대로 처분하거나 노반재로 쓰거나, 대량의 물을 사용하여 세정하여 골재를 회수하거나 하는 경우가 많았다. 따라서 처리비용이 늘어나는 이외에 환경부하도 크다는 것이 과제였다.
신기술에서는 되돌아온 레미콘차에 제로콘을 잉여 생콘크리트 1입방미터에 5백-2천 5백 그램 정도를 섞는다. 그 후 꺼내서 수분이 증발하면 콘크리트가 제각각 떨어진다. 그것을 분리기에서 체를 쳐서 알맹이의 크기에 맞춰서 꺼내 큰 골재와 가는 골재로 재활용한다. 추출할 때 물을 사용하지 않아도 되기 때문에 큰 설비도 필요치 않다. 가격은 한 봉지 100그램 입의 팩 40개가 1만 3천 엔. 關東지역 등에도 판매하며 우선은 연간 1억 엔 정도의 매상을 전망한다. 잉여 생콘크리트는 일본에서 연간 東京돔 하나 이상에 해당하는 150만 평방미터 정도 발생하고 있다고 한다. 폐기물 처리 원가도 상승하고 있어 생콘크리트 재활용 수요는 확대될 듯하다. 일경산업

자외선 광원 수은 사용하지 않고
발광효율 종래의 2배로
神戶大學의 喜多隆 교수 등과 산업용 램프 메이커인 유멕스(兵庫縣 姬路市, 사장 千木慶隆)은 재료에 수은을 사용하지 않고 종래 2배의 효율로 자외선을 발생하는 광원을 시작했다. 독자의 성막기술을 사용하여 가드뮴으로 수은을 대체하여 폐기 후에 환경에 부하가 되지 않도록 했다. 차세대 반도체의 노광용 광원과 살균용, 아토피 등의 치료용 광원으로서도 응용할 수 있다고 한다. 2년 내에 제품화할 예정. 개발한 것은 파장이 약 312나노미터로 짧은 심자외선을 방출하는 광원. 발광효율은 1암페어 당 1밀리와트로 종래의 2배가 되었다. 시작한 장치는 손바닥에 얹을 수 있는 크기로 직경 1센티미터의 구멍에서 자외선이 나온다.
자외선 광원으로서는 일반적으로 수은 램프가 사용되고 있다. 단, 폐기 시에 수은이 배출되면 환경에 악영향을 주는 문제가 있다. 수은은 유럽에서는 규제 대상이 되고 있어 수은을 사용하지 않는 광원이 요구되어 왔다.
연구팀은 독자의 박막기술을 응용. 질화알루미늄 속에 가드뮴을 10% 첨가하여 수은의 대체로 하고 자외선을 만들 수 있도록 했다. 종래의 수은 램프의 경우는 불필요한 파장의 빛도 나와 버리기 때문에 필터를 사용하여 자외선만을 광원으로 나오도록 하고 있다. 따라서 방사되는 빛 가운데 1%정도만이 이용되었다.
연구팀은 재료의 조성을 연구. 311-312나노미터 파장의 빛만이 나오도록 하여 전체적으로 종래의 2배의 발광효율을 실현했다. 발광부위의 면적을 넓히는 등으로 하여 노광용으로 1와트용의 광원으로 개량하여 2년 내의 제품화를 지향한다. 일경산업

압력으로 변색하는 액정재료
자외선을 쏘이면 발광
東京大學의 加藤隆史 교수 등의 연구팀은 일정한 압력을 가하면 그곳만 색이 변하는 새로운 타입의 액정재료를 개발했다. 자외선을 쏘이면 형광색을 발하는 재료로 노란색에서 파란색으로 변화한다고 한다. 아직 기초실험단계이지만 자동차의 범퍼나 가드레일 등에 발라두면 접촉 정도를 상세히 알 수 있어 사고원인의 해명 등에 도움이 된다고 한다. 5년 후에 실용화를 목표로 하고 있다.
개발한 것은 점성이 있는 재료로 부채 모양의 액정분자로 알려져 있는 덴드론과 생물실험 등에서 자주 사용하는 형광재료를 합성하여 만들었다. 촉매에 팔라듐을 사용, 유기용매 속에서 반응시켰다.
유기용매를 증발시키는 등의 처리를 하면, 노란색 물질이 남는다. 덴드론 분자 두 개에 피렌이 끼워진 물질로 액체와 고체 양쪽의 성질을 갖는 액정상태가 된다. 이 물질에 자외선을 쏘이면 노란색으로 발광한다. 또한 이 물질에 일정한 압력을 가했다. 자외선이 닿지 않으면 아무 것도 변하지 않은 듯이 보이지만 자외선이 닿으면 압력이 가해진 부분만이 파란색으로 발광했다.
형광물질은 특정한 전자파의 에너지를 흡수한다. 물질의 구조 등에 따라서 남은 에너지를 어떤 색의 빛으로 발한다. 일정한 힘이 재료에 가해지면 구조가 변화하여 발광색이 변화한다고 한다.
현재는 아직 한 가지 색만 성공했을 뿐이지만 앞으로 투명이나 기타의 색으로도 가능하도록 개량해 나갈 예정이다. 재료에 가한 힘에 따라서 단계적으로 색이 변화하는 것도 만들 것이다.
미리 자동차의 범퍼나 문에 발라 두면 사고 시에 얼마만큼 힘이 가해졌는지 검증할 수 있게 될 것으로 보고 있다. 일경산업
실리콘 「저온」에서 결정화
수지기판에 트랜지스터
山口大學의 三好正毅 교수와 河本直哉 기술전문직원 등은 다결정 실리콘을 종래보다 200도 이상 낮은 온도에서 결정화하는 기술을 개발했다. 열에 약한 플라스틱 위에도 실리콘제 트랜지스터를 만들 수 있게 된다. 유연하고 얇은 플라스틱에 실리콘제 트랜지스터를 제작하면 접거나 구부릴 수 있는 값싼 디스플레이 개발로 이어진다. 기업과 공동으로 5년 후에 실용화를 목표로 하고 있다.
2종류의 레이저 빛을 사용하여 다결정 실리콘을 결정화한다. 기판 위에 다결정 실리콘 재료를 얹고 자외선과 가시광의 파장을 갖는 레이저를 동시에 5나노초만 순간적으로 쏜다. 이 조작을 100회 반복하면 실리콘이 결정화한다. 온도는 섭씨 250도 이하에서 끝난다는 것을 확인했다.
가시광 레이저는 실리콘 결정의 경계에 잘 흡수되기 때문에 전체적으로 따뜻해지지 않고 결정성장을 촉진할 수 있다고 한다.
지금까지 자외선 레이저를 25나노초 쏘는 조작을 약 10회 반복하는 방법도 있었으나 레이저의 에너지가 잘 흡수되어 온도가 300-500도 정도로 올라갔다. 따라서 550도까지 견딜 수 있는 유리 기판 위에 만드는 것이 일반적이었다. 부드럽고 유연한 플라스틱이 녹는 온도는 250도 정도로 종래 방법을 사용할 수 없었다.  
신기술을 이용하면 유연한 플라스틱 기판 위에 실리콘 트랜지스터를 만들 수 있게 된다. 종이처럼 접고 구부릴 수 있는 디스플레이를 싸고 만들 가능성이 있다.
슬림형 디스플레이 구동용 트랜지스터로서는 실리콘 대신에 전류가 흐르는 유기물로 만드는 유기 박막 트랜지스터가 유력한 후보라고 알려져 몇 개인가 시작되었다. 단, 전류가 흐르는 성능이 실리콘에 비해 낮고 원가가 비싸다는 점이 실용화의 문제가 되고 있다. 일경산업

LED 「밝기」2배로
매초 60회 점멸 시각효과 이용
愛媛大學의 神野雅文准 교수, 本村英樹 조교 등의 연구팀은 느끼는 발광 다이오드(LED)의 밝기를 회대 2배로 높이는 기술을 개발했다. 눈으로는 확인할 수 없는 짧은 간격으로 LED를 점멸하여 밝게 보이도록 한다. 조명용 LED로 소비전력을 대폭 줄일 가능성도 있다. 민간기업과 협력하여 3-5년 후의 실용화를 목표로 한다. 개발한 기술은 LED를 1초 사이에 60회 점멸시켜서 LED가 실제로 내는 밝기보다도 보고 있는 사람에게 더 밝게 느낄 수 있게 하는 기술. 파랑, 빨강, 초록의 LED를 각각 점멸시키는 회로를 작성. 약 0.8밀리초간 점등하다 꺼지고 약 16밀리초 후에 다시 점등하는 점멸을 1초 사이에 60회 반복한다.
이 회로를 부착한 LED와 일반 LED를 좌우로 늘어놓아 동시에 5초 동안 점등하고 어느 쪽이 밝은지를 피검자에게 선택하게 했다. 피검자는 두 명으로, 3색의 LED에 대해 밝기 등을 바꾸어 200회 실험한 결과, 녹색 LED의 경우는 1초 동안 평균의 밝기가 0.5루멘이어도 일반 LED의 1루멘과 같은 밝기로 느꼈다. 빨강과 파랑의 경우도 일반 LED보다 30% 이상 밝게 느낀다는 결과가 나왔다. 짧은 시간에 강한 빛이 눈에 들어오면 보다 강한 빛으로 인식할 가능성이 있다. 앞으로 의학부 연구자와 공동 연구하여 자세한 메커니즘을 조사할 예정. 인간이 인식하지 못할만한 약한 빛이 짧은 순간 눈에 들어오면 실제보다 밝게 느낀다는 현상은 「브록커 자르츠아 효과」라고 불린다. 연구팀은 이번 결과가 이 효과와 관계가 있을 것으로 보고 있다.
종래의 LED에 이 기술을 적용해도 구조 상의 문제로 역으로 소비전력이 늘어나 버린다. 연구팀은 앞으로 점멸을 위한 LED를 개발하면 점등만 가능한 LED에 비해 소비전력의 반으로 줄일 수 있을 것으로 보고 있다. 일경산업