수성 탐사선에 사용될 세라믹/금속 조립체
2014년에 발사될 것으로 예정되는 유럽의 첫 번째 수성 탐사용 우주선 베피콜롬보(Bepi
Colombo)에 사용되는 태양전기 추진 시스템용 세라믹/금속 접합체를 모간 테크니컬 세라믹스(Morgan Technical Ceramics)이 공급하고 있다. 유럽 우주국의 임무를 위해 QinetiQ 에서 제조하고 있는 추진 시스템은 매우 높은 고압으로부터 반동 추진 엔진 내의 부품들을 분리하기 위해 납땜으로 된 세라믹/금속 접합체를 사용한다. 납땜은 세라믹과 금속을 결합하는 대체 방법들에 비해 훨씬 강하고 간단한 방법을 제공해 주어 보다 신뢰성 있고 강한 시스템을 만들 수 있다.
태양에서 수성까지의 거리는 가깝기 때문에 많은 기술적인 문제들이 해결되어야 한다. 온도는 470℃에 달하며 태양 방사선은 지구에서 보다 수성에서는 10배 강하다. BepiColombo가 수성에 도달하는 데에는 6년이 걸리며 우주선이 태양의 중력에 끌려가지 않고 견딜 수 있게 하기 위해 많은 양의 에너지가 필요하다. 첨단 추진시스템은 이런 기술적인 어려움에 대처할 수 있는 필수부품이며 QinetiQ는 4개의 T6 이온 반동 추진 엔진을 보상할 수 있는 태양-전기 추진 시스템을 디자인하였다. 이들 각각은 17개의 납땜이 된, 따로 분리된 집합체로 되어 있다.
반동 추진 엔진은 1.85kV 이상의 매우 높은 고압에서 작동하며 전통적으로 우주선의 추진 시스템으로 사용되어 온, 화학 반동 추진 엔진보다 약 10배 더 효율적이다. 납땜이 된 부품들은 전기적으로 추진 시스템과 우주선을 반동 추진 엔진이 가동될 때의 고압으로부터 분리하기 위해 사용된다. 분리체는 특별한 팽창 적합 부품을 사용하여 파이프라인 내부 안으로 납땜이 되어 있으며 가스가 새지 않게 밀봉이 된다.
“우리는 거대한 첨단 우주 관련 계약에서 QinetiQ와 함께 일하게 되어 매우 기쁘다. 다른 압력들에서 가동되는 반동 추진 엔진 내에는 많은 부품들과 보조부품들이 있으며 서로 분리될 필요가 있다. 나사가 있는 마지막 부분 혹은 테두리에 납땜이 된 분리체들과 조립체를 맞추게 되면 강하고 단단하며 보다 간단한 연결부위가 만들어진다.”라고 모건 테크니컬 세라믹스의 상업책임자인 Yannick Galais는 말한다.
납땜이 된 분리체들은 특히, 부품들이 나사로 조여질 필요가 있는 부분에서 일반적으로 사용하는 방법에 비해 덜 복잡한 방법으로 사용된다. 대체 조립방법들은 조립체뿐만 아니라 볼트를 분리하기 위해 여러 개의 분리체가 필요하다.
“우리는 튼튼하고 거친 환경에서 견딜 수 있는 특성에 의해 모건 테크니컬 세라믹스의 납땜이 된 분리체 조립체를 선택하였다. 우리는 Morgan과 이전에 함께 일해 보았으며 납땜 및 제조기술에서 자신이 있다.”라고 QinetiQ 전기 추진 엔지니어인 Mike Kelly는 말한다. 부품들은 태양-전기 추진 구성단위에서 주요기술이며 처음으로 우주 임무를 심도있게 할 수 있게 해주고 미래 통신 인공위성 가동을 향상시키기 위해 효율을 크게 향상시켜 줄 것이다. GTB

별사탕 무늬의 백금 나노 개발
백금은 촉매로서 높은 활성을 가진다는 것이 알려져 있어 전지 등의 전극이나 공업촉매(배기가스 정화촉매 등)로 널리 이용되고 있다. 백금의 표면적을 크게 하면 노출되는 면적이 증가하므로 촉매성능이 비약적으로 향상한다. 종래부터 나노입자, 나노파이버, 나노튜브, 나노(메소)폴러스 물질 등의 새로운 백금 나노 재료의 합성이 활발하게 연구되기 시작했다. 그러나 나노파이버, 나노튜브, 나노폴러스 물질 등의 표면적은 큰 것이라도 30[㎡/g]정도에 그쳐 시판 백금흑과 같은 레벨이다. 또 역(逆)미셀법 등으로 높은 표면적을 갖는 나노입자도 합성되고 있는데, 입자 사이즈가 작기 때문에 열적 안정성이 낮다는 것을 과제로 들 수 있다.
이러한 배경 속에서 필자들은 표면적이 크고 동시에 열적 안정성이 높은 별사탕 모양의 형상을 갖는 나노입자를 고속으로 합성하는 수법을 개발했다. 계면활성제, 백금이온종, 용매로 된 수용액에 환원제를 첨가하고 계면활성제 분자의 소수기와 백금 표면과의 상호작용을 이용하여 백금표면에 나노레벨의 초미세한 요철을 만들어 나간다. 환원제를 투입한 뒤에 대략 10분이면 반응이 모두 종료되고 수율도 100%이므로 양산화 프로세스에 대한 전환도 기대된다. 투과전자현미경의 관찰에서 생성물은 균일한 입자경을 갖고 있어 별사탕 모양의 형태를 확인했다. 필자들은 이 재료를 『백금나노별사탕』이라고 이름 지었다. 이 나노 별사탕은 수용액에 대해 높은 분산성을 보이고, 또 250도까지의 내구성이 있어 높은 열적 안정성도 보인다. 표면적은 55m2/g이상으로 기존의 백금 Pt나노 재료 가운데 가장 높은 표면적을 달성했다.
또한 투입할 환원제의 양을 제어함으로써 생성되는 입자의 크기를 바꿀 수 있어 용도에 맞는 입자 사이즈를 제공하는 일도 가능하다. 이 방법은 지금까지 없었던 간편하며 실용적인 방법으로 다른 금속과의 합금화도 용이하여 앞으로는 용도에 맞는 조성으로 금속나노 재료의 테일러메이드 디자인을 지향한다. 높은 열적 안정성과 높은 표면적을 갖는 백금나노 별사탕은 기존의 백금나노재료를 넘는 광범위한 촉매재료로서의 전개를 기대할 수 있다. 현재의 희소원소 사용량을 줄이려는 사회의 동향 속에서 나노 구조화하여 표면적을 크게 만듦으로써 적은 양의 백금 사용으로도 높은 기능성을 발현할 수 있도록 하자는 목소리는 점점 더 높아질 것이다. CJ

「혁신적 에너지 절약 세라믹스 제조기술 개발」개시
(독)신에너지·산업기술총합개발기구(NEDO) 2009년도 사업으로 「혁신적 에너지절약 세라믹스 제조기술 개발」을 실시했다.
제조업의 견인이 되고 있는 자동차 부품과 액정·반도체 등의 최종제품을 제조할 때에 사용되는 생산용 부재에는 최종 제품의 성능과 생산성 향상의 관점에서 부재의 대형화와 기능의 향상이 강하게 요구된다. 예를 들면, 내열·내식성이 우수한 세라믹스를 엔진 주조 라인의 대형 배관이나 홈통(槽)·용기에 적용함으로써 열의 손실을 줄임과 동시에 최종 제품의 불순물을 저감할 수 있다. 또 현재 고온에서 사용되는 생산용 부재는 희소원소를 첨가한 내열합금이 다용되고 있는데, 경원소를 주성분으로 하는 세라믹스의 적용은 원소전략 상에도 의의가 있다. 또한 열·화학산업 이외의 예를 들어 액정·반도체 제조 라인에서는 경량이며 강성이 높은 세라믹스를 대형 정밀생산용 부재로 활용함으로써 제품의 슬루풋(Throughput)의 한 단계 높은 향상과 미세가공화가 가능하게 된다.
앞으로의 각종 제조에 있어 품질과 생산성의 비약적인 향상을 위해 세라믹스 부재도 대형화뿐 아니라 보다 경량이며 높은 강성, 혹은 난유성(難濡性)과 단열성의 향상과 같은 고기능화가 요구되고 있다. 이러한 요구에 대응해 나가려면 형상 부여의 자유도를 높일 필요가 있는데, 종래의 일체형 세라믹스 성형기술로는 대응이 곤란하므로 그 해결을 위해 고기능화된 작은 정밀 블록을 제작하여 입체적으로 쌓아올려 고효율로 접합·일체화하여 원하는 대형(거대)화·복잡화·정밀성을 수립한 부재를 얻을 수 있는 혁신적인 프로세스 기술의 개발이 필요하다.
이상을 바탕으로 본 프로젝트에서는 종래 파인세라믹스 부재에서는 제작이 곤란했던 복잡형상 부여와 대형화를 용이하게 하고, 제조 플랜트의 에너지 절약화와 제품의 품질향상에 공헌할 수 있는 혁신적 에너지 절약 세라믹스의 제조기술을 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 또 에너지 절약의 본질을 추구하기 위해 실시되는 프로세스를 구체적인 사례로 제조과정에서 투입, 혹은 배출되는 물질과 에너지의 양을 조사하고 그 데이터들을 사용하여 엑셀기 해석에 기초, 자원소비성과 환경부하의 정량화를 시행하여 그 유효성을 밝힌다. CJ

휴대폰을 활용한 콘크리트 타설 관리 시스템 개발
도비시마 건설은 콘크리트 공사의 품질 확보를 목적으로 휴대폰을 이용하여 실시간으로 타설 관리를 하는 콘크리트 타설 관리 시스템을 개발했다. 현재 니시니혼 고속 도로 주식회사 규슈 지사 관내에서 건설하고 있는 니쓰 터널공사의 콘크리트 타설 관리에 적용하여 품질 관리의 신뢰성을 더욱 향상시켰다.
콘크리트 타설 관리 시스템 개요
종래부터 콘크리트의 품질을 확보하기 위해 슬럼프, 공기량, 염분량 등이나 콘크리트제조부터 타설 완료까지 사용제한 시간(가사 시간), 콘크리트 타설 시 하층 타설부터 상층 타설까지 타설 중복 시간 등을 관리하고 있다.이러한 관리 정보를 순서대로 공유하고 조기에 시공에의 피드백을 가능하게 하고 보다 신뢰성이 높은 품질 관리 및 현장 직원의 작업량 절감이 요구되고 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 급속하게 발전·다기능화한 휴대폰을 활용한 콘크리트 타설 관리 시스템을 개발하고 이번에 개발 최종 단계로서 현장 실험이나 시험 시공과 개량을 거듭하여 정식으로 니쓰 터널공사의 콘크리트 타설 관리에 적용했다．
이 시스템은 레미콘마다 콘크리트제조 시각이나 타설 시각을 휴대폰 또는 퍼스널 컴퓨터를 이용하여 Web으로 입력한다. 또 슬럼프, 공기량, 염분량 등 품질 검사의 결과나 촬영 화상을 송신하여 전용 서버에 정보가 일원 관리되고 인터넷을 통하여 어디에서나 실시간 처리로 정보를 공유할 수 있다．
사무소나 현장의 레미콘 차의 운행 상황, 현장의 타설 상황, 프레시 콘크리트의 형상 등의 정보를 실시간 처리로 확인한 것으로 문제가 생길 우려가 있는 경우 신속하게 시공에 피드백하고 이상을 미연에 막는 것이 가능하다. 미리 콘크리트의 사용제한 시간이나 타설 중복 제한 시간 등의 관리치를 설정하고 경과 시간이 관리치에 근접하는 경우에 현장 담당자의 휴대폰 메시지로 대응을 촉진한다. 또한 타설 중복 시간은 타설 위치 및 층마다 관리할 수 있다. 입력된 정보로부터 자동으로 지정된 서식으로 관리 문서가 작성되고 작성 작업의 노력이나 시간을 대폭적으로 삭감할 수 있다．
콘크리트 타설 관리 시스템의 장점
이 시스템에서는 입력 장치로 평소 사용하고 있는 휴대폰을 이용하기 때문에 조작성이 우수하고 각 현장에 시스템 도입도 용이하다. 카메라 부착 휴대폰을 이용하여 입력 정보와 동시에 촬영 화상도 서버에 송신·공유할 수 있고 상황을 시각적으로 확인할 수 있다. 또 정보는 서버로 일원 관리하기 때문에 다음과 같은 장점이 있다．
·인터넷을 통하여 어디에서나 정보를 실시간으로 공유 가능
·데이터베이스화로 트레이스빌리티 실현 (어느 레미콘 차의 콘크리트가 언제 어디에 타설된 것일까 등)
·타설 관리보고서(관리 문서)의 자동 작성 기능에 의하여 작성에 관련된 노력과 시간을 대폭적으로 삭감
금후 도비시마 시공의 건설 공사에 있어 가능한 범위에서 순차적으로 이 시스템을 적용할 예정이다. 또 이 시스템에 콘크리트의 배합의 조합 기능 등을 추가할 예정이다. GTB
동물의 활성산소 살아있는 채로 관찰
東大 빛나는 유기화합물 사용
東京大學의 長野哲雄 교수 등은 살아있는 동물에서 활성산소를 관찰할 수 있는 수법을 개발했다. 활성산소가 발생하면 생체에 미리 투여한 개똥벌레에서 유래한 효소가 특수한 유기화합물을 빛나게 한다. 지금까지는 형광물질에 레이저를 조사하여 빛이 나게 했지만 살아있는 동물의 경우는 빛이 산란하여 관찰이 곤란했다. 활성산소의 기초기능의 해명과 신약창제(新藥創製)의 연구에 도움이 될 수 있다.
활성산소는 무색투명하여 빛나게 하여 관찰하는 수법이 채용되고 있다. 東大 연구팀은 개똥벌레의 발현현상이 효소의 반응으로 일어난다는 것에 주목. 발광기질을 부여한 특수한 유기화합물을 새로이 합성했다. 생체 내에서 활성산소가 발생하면 사전에 투여한 개똥벌레에서 유래한 효소가 스위치 역할을 해서 유기화합물을 빛나게 한다.
종래는 활성산수를 관찰하기 위해 형광물질을 빛나게 했지만 레이저 빛을 쏠 필요가 있었다. 세포실험이라면 문제가 없지만 살아있는 동물에 레이저를 조사하면 빛이 산란하여 노이즈가 생기는 등의 문제가 있었다.
활성산소는 암이나 노화, 생활습관병 등을 일으킨다고 생각되고 있는데, 생체 내애서의 작용은 미해명인 점도 많다. 연구팀은 앞으로 기초의학 연구자와 공동으로 쥐를 이용하여 활성산소의 작용을 조사한다. 기능의 해명이 진행되면 질환의 치료약 개발로 이어질 것으로 보고 있다. 일경산업

三井金屬 백색LED 1.5배 밝게
三井金屬은 밝고 선명한 백색을 내는 발광 다이오드(LED)용 형광체를 개발했다. 청색LED와 빨강과 녹색의 새 형광체를 조합시키면 자연광에 가까운 백색을 재현 가능. 발광 휘도가 높은 유화물을 사용함으로써 종래 제품의 1.5배의 밝기를 실현했다. 형광등 등에 비교해 전력 절약형 LED의 소비전력을 더욱 낮출 수 있게 된다. 조명기기나 액정 백라이트 등의 에너지 절약화에 도움이 된다.
개발한 형광체는 유화물이 주성분으로 자연광에 가까운 백색을 내려면 파장이 450나노미터 전후의 청색LED에 녹색, 빨강 형광체를 조합시킨다.
종래의 백색LED는 청색 LED에 황색 형광체를 조합시킨 것이 일반적으로 주로 산화물이 주원료로 사용된다. 단, 상대적으로 적색 성분이 적기 때문에 빛이 푸르스름해지는 문제점이 있었다. 황화물을 사용하는 형광체는 산화물과 비교해 색순도가 좋고 발광휘도가 강하다. 한편 물과 반응하기 쉬운 고온다습 하에서의 내구성이 약하다는 문제가 있었다.
三井金屬은 무기 EL(일렉트로 루미네센스)용 유화물을 사용한 형광체의 기술을 갖는다. 지금까지 5-100마이크로미터로 직경이 일정치 않았던 유화물 입자를 독자의 제법으로 10-30마이크로미터로 균일화. 동시에 입자 표면의 요철을 억제했다. 입자가 외부와 접촉하는 면적을 줄임으로써 고온·다습 상황에서의 내구성을 높이는데 성공. 휘도가 높은 형광체의 개발로 이어갔다.
자회사인 神岡鑛業(岐阜縣 飛彈市)에서 2008년 말부터 생산을 시작했다. 월간 생산량은 LED 소자 수십만 개 분량에 상당하는 수십 킬로그램 정도. 가격은 현재, 종래 형광체의 몇 배이지만 양산효과 등으로 거의 동등하게 낮출 계획이다.
백색LED는 형광램프에 비해 전력 절약으로 긴 수명. 휴대전화의 백라이트로서 실용화되었고, 개인용 컴퓨터와 액정 텔레비전의 백라이트용이나 조명기기용으로도 수요를 확대해 나가고 있다. 조사회사인 富士經濟에 따르면 07년에 50억 개 정도였던 백색LED의 수요는 11년에는 100억 개가 넘을 전망. 일경산업

고 투과성 저전압 구동 액정 필름을 이용한 액정 유리 패널 개발
오쿠무라 제작소는 고 투과성 저전압 구동 액정 필름을 채용한 액정 유리 패널을 개발했다. 매직 스크린 유리 파티션 MGP 패널을 이용하여 블록 유리 타입으로 개발한 것이다. MGP는 액정 필름을 합판유리 사이에 통전하여 유리의 투명·불투명을 전원의 ON／OFF로 빠르게 전환할 수 있는 특수 유리 패널이다. (ON：투명，OFF：불투명) 이번에 개발한 액정 유리 패널은 고 투과성 저전압 구동 액정 필름의 채용에 의하여 종래제품과 비교하여 높은 투과성, 저전압·에너지 절약 구동을 실현하고 있다. 이 유리 패널을 이용하여 제품화를 한 MGP 블록 유리 타입은 칸막이의 신규 설치 뿐 아니라 기존의 블록 유리 패널의 칸막이를 부분적으로 재편성하고 새롭게 시선을 컨트롤하는 것이 가능하다. 사무실은 물론 그 장점을 활용하여 의료시설이나 상업 시설 등 다양한 상황에서 사용할 수 있는 파티션이다. 스위치 개로 간단하게 시선을 컨트롤하는 것이 가능하고 투명한 상태에서는 일반적인 유리 패널의 파티션과 마찬가지로 개방적이고 확산이 있는 공간을 연출하고 중요한 회의나 방문객이 있을 때에는 불투명한 상태로 만들어 실내의 프라이버시를 보호한다．
MGP 블록 유리 타입의 장점
■높은 투과성
기존의 필름과 비교하고 약 30% 얇은 신규 개발의 초박형 액정 필름을 채용하고 있기 때문에 투과성이 비약적으로 높아지고 합판유리를 사용하여 방범성도 뛰어나다．
■저전압·에너지 절약 구동
종래품의 대부분이 AC100V 구동이지만 MGP 블록 유리 타입의 액정 유리는 AC30V∼ 50V로 구동하기 때문에 안전성능이 향상된다. 통전시의 사용 전력은 하루 8시간 사용에 1㎡ 당 1엔의 비용으로 가능하고 에너지 절약에도 공헌한다．
■높은 의장성과 범용성
칸막이의 신규 설치시는 물론 기존의 칸막이에 대해서도 부분적으로 이용하는 것이 가능하고 사무실이나 의료시설, 상업 시설 등 다양한 곳에서 사용할 수 있는 파티션이다. GTB

디메틸에테르 이용 수소 싼값에 제조
東大 신형 촉매, 저온에서 반응
東京大學 등의 연구팀은 석유대체 연료로서 기대되는 「디메틸에테르(DME)」를 원료로 수소를 효율적으로 만드는 촉매를 개발했다. 귀금속에 비해 값이 싼 구리를 중심으로 한 촉매로 장시간 사용해도 열화되지 않는다. 액화천연가스(LNG)등에서 수소를 제조하는 종래법보다도 저온에서 간단히 수소를 꺼낼 수 있다. 연료전지에 사용하는 수소의 원료로서도 주목받을 듯하다.
東大의 菊地隆司 준교수 등 연구팀과 京都大學, 出光興産, 科學技術振興機構와의 공동연구성과.
개발한 수소제조촉매는 산화철 표면에 미소한 구리가 분산하여 결합한 입체결정구조이다. 비교적 값싼 구리 등을 사용하므로 저가로 이용이 가능. 또한 새 촉매는 섭씨 350도라는 낮은 온도에서 반응할 수 있다. 구리 촉매로서는 고온에서의 사용하게 되지만 잘 열화되지 않는다. 천 시간 이용도 가능하며 열화해도 공기 중에서 가열하면 재이용할 수 있다.
연료전지용 연료는 지금까지 LNG나 메탄올 등에서 수소를 채취했다. 고온에서 팔라듐 등의 귀금속을 사용할 필요가 있고 LNG를 원료로 하면 「탈류공정(脫硫工程)」이 필요하게 된다. 또한 고온 하에서의 반응으로 부산물인 일산화탄소가 발생하므로 제거하는 수고가 필요했다.
DME는 메탄올 등으로 만드는 연료. 상온에서는 기체이지만 압력을 가하거나 저온으로 하거나 하면 액체가 된다. 탱커나 탱크로리로 수송이 가능하며, 메탄올처럼 독성을 갖지 않는다. DME에서 수소를 싼값에 만드는 방법을 실현하면 상업생산으로 이어질 가능성이 있다. 일경산업

탄소나노튜브의 온칩 기능화로 광시스템 I 개발
식물과 박테리아에서 광합성은 광시스템 I(PSI)와 같은 분자 전자 복합체에 의해 이루어진다. PSI의 광여기는 엽록체 P700으로부터 산화환원반응을 통해 전자를 산화제 P700에서 6nm 떨어진 마지막 전자 받게로 전달하게 된다. 이 결과 광포텐셜은 약 1V이고 태양에너지를 전기적 에너지로의 고유변환은 약 효율 58%를 가지게 된다. 이런 특성을 가진 PSI는 나노 규모 광전기적 장치 제조에 필수적이다.
최근 PSI의 전기적 광전기적 특성이 금 뿐만 아니라 GsAs위에 정열된 자기조립체 단일 층에서 연구되었다. 독일의 연구팀은 온칩 기능화로 탄소나노튜브(CNT)-PSI 혼성체의 광전기적 특성을 조사하여 미국화학회지 2월 11일자로 인터넷을 통해 발표하였다.
연구팀은 이번 연구에서 온칩 기능화를 세 가지 다른 방법으로 만든 탄소나노튜브-PSI 혼성체의 광전기적 특성을 다루었다. PSI는 공유결합, 수소결합, 혹은 정전기적 결합방법을 통해 탄소나노튜브와 연결되었다. 공유결합은 PSI의 루멘 쪽에 선택적으로 생성시킨 시스틴을 통해 만들었다. 연구팀은 PSI와 탄소나노튜브사이에 광전기적인 활성 점이 PSI의 전자 이동 경로가 탄소나노튜브에 수직인 경우에 단지 이루어짐을 발견하였다.
세 가지 접근 모두에서 연구팀은 직경이 1-2nm이고 반도체 이거나 금속 특성을 가진 단일벽 탄소나노튜브를 사용하였다. 다양한 혼성 나노시스템처럼 탄소나노튜브는 PSI-탄소나노튜브 혼성체에서 나노규모의 전기적인 와이어처럼 거동하였다. 소자 제작에서 개개의 카르복시화한 탄소나노튜브는 절연층 SiO2 기질위에 도포되고 전자빔 리소그래피에 의해 백금 소스-드레인 전극과 접촉되었다. 첫 번째 화학적인 경로를 보면 아민 반응형 NHS-에스터는 에틸렌다이아민과 반응하는 탄소나노튜브의 카르복시기 그룹에서 생기며 두 번째 연결 분자 황화-MBS로 된다. Dithiothreitol로 유전적으로 돌연 변이된 PSI의 PSI루멘 표면위에 황화 시스틴으로 활성화한 후 maleimide로 기능화된 탄소나노튜브를 가진 칩은 단백질 용액에 담겨지게 된다. 그런 다음 샘플은 증류수로 세척되고 질소 가스로 건조된다.
이렇게 PSI로 탄소나노튜브를 기능화하기 전후의 원자현미경 사진은 PSI 단백질이 탄소나노튜브의 옆벽에 붙은 것을 보여 주었다. 탄소나노튜브의 직경은 약 2nm이고, 화학처리 한 다음 같은 탄소나노튜브에 붙은 많은 수의 구상 입자를 보여주고 있다 [그림 1]. 이것을 확대해 보면 입자크기는 15-22nm 범위이다. 연구팀은 PSI의 루멘 표면에 선택적으로 생성된 시스틴과 maleimide 기능화 된 탄소나노튜브 사이에 공유결합 때문에 탄소나노튜브 벽 옆에 PSI 단백질이 붙은 것으로 생각하였다. 나아가 PSI에서 전자전달 경로는 탄소나노튜브에 수직이었다.
두 번째 화학적 경로는 전기적으로 접촉된 탄소나노튜브가 ethylenediamine으로 기능화 되었다. Dithiothreitol로 PSI에서 시스틴의 활성화 한 후 pH 7.2에서 PSI 용액에서 보관되어 화학적으로 처리되었다.
세 번째 화학적 경로는 PSI로 탄소나노튜브의 기능화는 탄소나노튜브에 음전하 말단 그룹과 PSI의 루멘과 스토말 쪽 위에 양전하 영역사이의 정전기적 힘에 의해 이루어진다. 완충용액에서 카르복시화 된 탄소나노튜브와 칩을 접촉시켜 카르복실 그룹은 탈 수소화되어 음전화 그룹으로 되며 PSI가 첨가된다. 12시간 후에 샘플은 증류수로 세척하고 질소 가스로 건조하여 처리된다. 연구팀은 이렇게 화학적으로 다르게 처리된 17 탄소 나노튜브 장치와 22 비기능화 한 장치의 특성을 연구하였다. 연구팀은 탄소나노튜브의 효과적인 광전기적 기능화에 탄소나노튜브에 대해 PSI의 전자 전달 경로의 수직정열이 아주 중요함을 발견하였다. GTB

투명도전막 산화아연으로 제작
大阪産業大, 투명성도 향상
大阪産業大學의 鈴木晶雄 교수 등은 액정디스플레이 등의 전극에 이용할 수 있는 새로운 투명도전막을 제작했다. 풍부한 아연의 산화물로 만들어졌다.
레어메탈(희소금속)인 인듐을 사용하지 않아도 된다. 도전성은 종래의 막에 가까운 값이고, 투명성은 종래보다 높다. 공동연구처인 기업이 실제 기기에 사용할 검토를 추진 중이다. 개발한 것은 두께가 35나노미터인 산화아연의 투명한 박막. 산화알루미늄을 1.5% 첨가했다.
산화아연 덩어리(타깃)에 레이저 빛을 쏘아서 깎여 날린 재료를 기판 위에 퇴적시키는 반도체 제조기술을 독자적으로 개량하여 박막을 제작했다. 제작한 박막은 가시광을 최대로 90% 통과시킨다. 투명도전막으로서 현재 주류인 산화인듐주석(ITO)박막이 85%보다 높은 값을 얻었다. 전기의 흐름을 저해하는 지표의 「비저항(比抵抗)」은 1만분의 2-3옴 센티미터로 ITO보다 약간 높은 정도. 실용적으로는 충분히 이용할 수 있을 성능이라고 한다.
새 박막재료는 고갈이 우려되는 인듐을 사용하지 않는다. 풍부한 아연을 주원료로 한다는 점에서 기업도 주목하여 복수의 기업과 실용화를 위한 공동연구를 추진하고 있다. 일경산업

반도체 장치로 액체의 막 증착
東京工業大學의 松本祐司 준교수 등은 반도체 제조장치로 액체의 막을 증착하는 기술을 개발했다. 진공 속에서도 증발하지 않는 「이온액체」라고 불리는 특수한 액체를 사용, 산화알루미늄 기판 위에 두께 10피코미터 이하의 극히 얇은 막을 만든다. 금속과 액체를 겹친 재료가 만들어지면 고성능 연료전지와 1차전지 등의 개발로 이어진다고 한다.
東工大 「이온액체」이용 고성능연료전지에 길
신기술은 「이미다졸륨」이라고 불리는 이온 액체를 스미게 한 직경 수백 마이크로미터의 실리콘 미립자 덩어리를 사용한다. 덩어리에 레이저 빛을 쏘면 실리콘이 빛을 흡수하여 뜨거워지고, 그 열로 보통 상태라면 증발하지 않는 이온 액체가 비점 이상으로 가열되어 증발, 기판에 날아서 물방울이 생긴다. 실험에서 100분의 1초라는 짧은 레이저 빛을 약 400회 연속해서 쏜 결과, 기판 위에 1평방센티미터 당 360피코리터의 이온액체가 증착했다.
반도체 장치는 보통, 진공이므로 액체는 증발해 버리지만, 이온 액체는 증발하지 않으므로 기판 위에 들러붙으면 떨어지지 않는다. 이번에 기판 위에서 물방울이 되었지만 액체가 잘 퍼지는 기판으로 바꾸면 막이 된다. 레이저 빛을 1회 쏘면 0.9피코리터의 이온 액체가 증착하므로 두께 9피코미터의 박막이 생긴다고 한다.
이온 액체는 전기가 통하는 성질이 있어 연료전지 등의 전해질에 이용이 기대된다. 현재의 연료전지 등은 전극 사이에 전해질을 흘려 넣어 만드는데, 신기술을 이용하면 반도체 제조장치 안에서 전극과 전해질을 일관 생산할 수 있다고 한다. 또 신기술은 유기물을 열화시키는 공기에 접촉하지 않는 진공 속에서의 화학합성과 나노미터 스케일의 좁은 영역에서의 화학반응도 실현한다. 일경산업