「항산(抗酸)」정수기(整水器) 판매
일본토리므는 가정용 정수기를 의료기관용으로 응용하여 인공투석용 정수기를 개발했다. 전기분해한 물을 사용함으로써 투석 시에 발생하는 활성산소로 환자가 느끼는 「산화 스트레스」를 억제할 수 있다고 한다. 東北大學과 공동으로 실증실험을 거듭한 끝에 작년 가을에 의료기관용으로 판매를 시작했다. 가격은 1대 당 2백만-3백만 엔 정도. 이 회사의 정수기는 수돗물을 전기분해하여 알칼리성이며 항산화력이 있는 전해수를 만든다. 이 항산화 작용으로 환자의 혈액 속에 발생하는 활성산소가 세포 등에 부하를 주는 산화 스트레스를 억제한다. 투석 후의 전신이 가렵거나 혈압의 변동 등을 어느 정도 경감할 수 있다는 것을 東北大學 대학원 의학계 연구과와의 연구로 알았다.
부속인 소프트를 사용하면 정수기의 가동상황을 떨어진 장소에서도 컴퓨터로 확인할 수 있다. 일간공업

실리콘 광원으로서 유망한 게르마늄 온 실리콘
지난 몇 년 동안 실리콘 기반의 포토닉스 부품들의 개발이 급증해왔다. 실리콘 라우터, 변조기, 도파로, 스위치, 실리콘 광다이오드, 그리고 심지어는 혼성 실리콘 레이저까지 성공적으로 제조되었음에도 불구하고, 실리콘 광부품들이 집적된 완전실리콘 레이저의 실현은 아직 요원한 실정이다. 실리콘 포토닉스에 의한 칩간 네트워크와 칩내부 네트워크를 달성하기 위한 올바른 로드맵에 대해서 논쟁이 들끓음에 따라, 여러 연구팀들이 진정한 전기주입 실리콘 광원을 개발하기 위한 연구를 진척시키고 있다. 최근에 켈리포니아공대(California Institute of Technology) 연구진이 4.2mW 전기펌핑 혼성 소멸파 Si/InGaAsP 레이저를 시연한 것에 더하여, 메사추세츠공대(Massachusetts Institute of Technology) 연구진은 실온에서 직접밴드갭 전자발광을 나타내는 모놀리식 집적 Ge-on-Si 발광다이오드를 성공적으로 제조했다. 비록 실리콘 도파로에 접합되거나 실리콘기반 버퍼층에서 성장된 1550nm 혼성 3-5족 실리콘 레이저에서도 전기주입은 가능하지만, 제조비가 높아 대량제조가 어려워진다. 더 좋은 접근방식은 CMOS 제조공정과 호환되는 모놀리식 집적 방출기로서, 이것이 바로 MIT 연구팀이 개발한 Ge-on-Si LED가 제공하는 것이다.
실리콘과는 달리, 게르마늄은 직접밴드갭이 간접밴드갭보다 0.136eV 정도로 아주 약간만 더 크기 때문에, 전자가 전도대의 직접골짜기에 주입되어 정공과 복사성 재결합이 되도록 조작함으로써 비복사성 작용에 의한 손실을 매우 적게 만들 수 있다. 실리콘 위의 에피택셜 게르마늄 박막에 2축 장력변형을 가하면 직접밴드갭 광발광이 증대되는 것이 관찰된다. 계산 결과 게르마늄은 장력변형값 2%에서 2500nm 파장에 해당하는 0.5eV의 직접밴드갭 물질이 되는 것으로 나타났기 때문에, 0.20%~0.25% 정도의 작은 변형값이 가해지면 1550nm 원거리통신파장 근처의 밴드갭을 발생되며 재료의 품질과 신뢰성도 더 우수해진다. 붕소첨가 실리콘 기판 위에서의 에피택셜 게르마늄 성장을 통해 장치가 제조되었다. 기판 위에 증착된 SiO2 층에는 게르마늄 성장 영역을 노출시키기 위한 패턴이 만들어졌다. 1.7-μm 두께의 게르마늄 층을 이완시키기 위한 성장후 열풀림을 한 뒤에는, 0.20% 장력변형을 가하기 위해 실온냉각이 적용되었다. 최종적인 코팅인 다결정실리콘과 n 접점 및 p 접점이 추가되었다. 20×100 μm 크기의 장치에 50mA의 전류가 주입되자 1610nm 파장에 해당하는 직접밴드갭 에너지 0.77eV 정도의 빛이 방출되었다. 이것은 게르마늄 장치에서 관찰된 최초의 직접밴드갭 전자방출이라고 연구팀은 말한다. 이러한 직접밴드갭 전자방출은 주입전류에 대해서 초선형적인 관계를 나타냈으며, 이것은 Ge-on-Si 장치가 실리콘 상에서의 효율적인 전기펌핑 모놀리식 광방출기의 유망한 후보라는 것을 뜻한다. “게르마늄은 매우 최근까지도 실리콘 상에서의 효율적인 광방출기로서 연구된 적이 없다. 장력변형 게르마늄에 대한 MIT의 열정적인 연구는 게르마늄 LED의 실현으로 이어질 것이다. 밀리와트 온칩 광원을 목표로 하여 성능을 더 높이기 위한 추가 연구와 최적화가 수행될 예정이다.”라고 MIT 연구과학자 시아오첸 순(Xiaochen Sun)은 말했다. GTB

전해수 공급량 5~10배
오르가노 위생관리용 장치
물처리 대기업인 오르가노는 살균작용과 기름성분의 분해작용이 있는 전해수를 대량으로 공급할 수 있는 전용 장치를 발매했다. 종래형 장치에 비해 전해수의 공급 능력을 5~10배로 높였다. 식품공장 등에 적합하며, 위생관리용 장치로 판매한다. 반도체 산업용 등 기존의 물처리 장치의 수주가 침체된 가운데 다른 분야에서의 수요 개척을 서두르고 있다. 수돗물을 채운 수조에 전극을 담가 통전함으로써 물을 저기분해한다. 차아염소산 등 살균·소독작용이 있는 물질을 많이 포함하는 산성수와 수조 내의 물때 등의 기름 성분을 분해할 수 있는 알칼리수 2종류의 물을 얻을 수 있다. 전해수는 종래 공장 내 청소 등에 활용되는 화학약품 등에 비해 환경부하도 낮다. 신제품의 물 공급능력은 매시 3000리터 정도. 가격은 1000만 엔 전후. 전해수 제조장치는 경합 메이커도 판매하고 있지만 물의 공급능력이 낮아 오르가노의 신제푸모가 동량의 전해수를 혹보하려면 기존 장치를 8~10대 연결할 필요가 있었다. 장치의 기구를 일체화함으로써 초기 도입비용도 종래의 반으로 낮추었다. 식품공장이나 수산가공공업자 이외에 페트병 음료의 충전 작업을 하는 보틀링 업자 등에게도 판매한다. 공공 화장실 등의 청소용으로서 지자체와 철도회사에 판매하는 사항도 검토하고 있다. 일간공업

NOx흡착
활성탄, 광촉매의 100배, 가열처리로 향상
大阪가스는 활성탄을 사용하여 대기오염물질인 질소산화물(NOx)를 효율적으로 제거하는 기술을 개발했다. 활성탄을 섬유상으로 가공하여 독자기술로 가열처리하여 NOx를 대량으로 흡착할 수 있도록 했다. 國土交通省이 실시한 실험에서 정화성능이 광촉매보다 100배 이상 높았다. 도로와 주차장 관리회사용으로 판매하여 5년 내에 10억 엔의 매상을 올릴 목표를 세우고 있다. 九州大學과 공동으로 개발했다. 활성탄 섬유의 표면에는 NOx의 흡착을 저해하는「관능기(官能基)」가 있는데, 이것을 무산소 상태에서 가열하여 제거에 성공했다. 직경 1~2나노미터의 미세한 구멍으로 NOx을 흡착하고 또한 활성탄의 촉매작용으로 NOx를 초산이온으로 바꾼다. 초산이온은 물에 잘 녹으며 물세척으로 정화기능은 회복한다. 제법 등에서 특허등록 완료. 활성탄에는 포름알데히드 등 유해물질을 흡착하는 성능이 있어 실내용 공기청정기 등에 사용되고 있는데, NOx의 제거성능은 낮았다. 大가스는 이 섬유를 판상(板狀)으로 가공, 약 8밀리미터 간격으로 늘어서도록 물결모양의 쇠그물(金網)로 고정했다. 이 유닛은 가로세로 50센티미터, 깊이 20센티미터로, 가격은 7만 엔. 대기고염이 심각한 간선도로 연변 등에 벽을 형성하도록 설치하여 사용한다.
배기가스를 포함하는 공기가 유닛을 빠져나갈 때에 NOx를 흡착, 분해하기 때문에 팬 등의 동력은 불필요. 정기적으로 물세척함으로써 7년 정도 사용할 수 있다고 한다. 國交省이 大阪 시내의 국도 연변에 유닛 192개를 설치하여 2007년에 실시한 실험에서는 NOx는 45%, 유닛 1평방미터 당 하루에 1.4그램 제거할 수 있었다. 광촉매를 벽에 바르는 방법은 그늘이나 야간에 기능을 발휘하지 못한다는 점도 있어 제거능력은 02년 발표된 실험결과에서 1평방미터 당 하루 9밀리그램 정도였다.
大가스의 유닛은 초기 투자는 광촉매 방식의 10배 정도가 필요하지만, 성능 면의 우위성을 어필하여 판매할 방침. 교통량이 많은 간선도로와 교차로, 공기가 잘 통하지 않고 머무르는 지하주차장 등에 수요가 있으리라 보고 있다. 일간공업

공기살균필터 개발 낮은 전압으로 안전ㆍ경량
宇都宮大學 대학원의 長澤武 교수 등은 마스크에 장착 가능한 전계를 이용한 공기살균필터를 개발했다. 두 장의 전극에 얇은 절연체를 끼운 간이 구조로 낮은 전압으로 살균에 필요한 높은 전계를 만들어낸다. 플라즈마 등 종래의 방전식 살균에 비해 드는 전압이 낮아 안전하며 경량인데다가 장치가 저가. 강독성 변이에 대한 위험성이 높은 신형 인플루엔자 대책 등에 유효하리라 본다. 개발한 필터 장치는 0.1밀리미터 간격으로 설치한 그물 모양의 구리판의 전극에 다수의 구멍이 뚫린 얇은 프린트 기판 등의 절연체를 끼운 구조. 여기에 약 300볼트의 전압을 가하면 구멍 내부에 높은 전계가 가해져 잡균 자체에도 전하가 생긴다. 이 균이 야기한 전압이 스파크 방전하면 균을 덮는 나노미터 치수의 세포막이 파괴되어 내부의 세포질이 날아가서 균이 자멸하는 구조. 1센티미터 당 30킬로볼트의 전압을 가하는 계산에서 동 10킬로볼트라는 살균조건을 만족시킨다. 플라즈마 방전 등 종래의 살균 방법은 고전압이 필요하여 감전이나 오존발생 등의 우려가 있다. 장치가 대형이어서 소비전력도 크기 때문에 마스크에는 적용하기 어렵다. 개발한 필터는 전극 간의 절연체를 1마이크로미터 정도까지 얇게 하면 약 1볼트의 전압으로 살균이 가능. 살균 이외에 탈취효과도 전망할 수 있다. 전원은 1.5볼트의 건전지나 버튼전지로 가능하다. 저소비전력으로 경량이라는 점에서 마스크 이외에 자동차나 선박 등의 이동용 에어컨이나 공기청정기 등에도 응용할 수 있다. 일간공업