전기장이 소결에 미치는 영향 : 낮은 온도에서 빠른 속도로
소결할 수 있는 새로운 방법
North Carolina State University(NCSU)의 Hans Conrad와 그의 연구팀은 지르코니아의 소결과정 중 60헤르츠의 교류전기장을 인가할 경우 그렇지 않은 경우에 비해 우수한 특성의 지르코니아 결정이 얻어지는 현상을 발견했다고 한다. Hans의 연구팀에 따르면 전기장이 인가된 상태에서 소결된 지르코니아의 경우 일반적인 분위기에서 소결된 지르코니아에 비해 63%가량 작은 결정립 크기를 지닌 지르코니아를 얻을 수 있었다고 한다.
뿐만 아니라 소결 시 인가된 전기장은 지르코니아 내부의 기공을 줄여주는 역할을 해주었다고 하는데 전기장이 인가된 경우 1250℃ 분위기에서 1500℃에서 소결한 것과 같은 정도의 낮은 기공을 함유한 지르코니아를 얻을 수 있었다고 한다. 연구팀은 소결에 미치는 전기장의 효과를 알아보기 위해 동일한 열처리로에 2개의 지르코니아 샘플을 넣고 하나에는 전기장을 가하고 나머지 하나에는 전기장을 가하지 않는 조건으로 소결을 수행하였으며 그 결과 전기장이 가해진 샘플의 경우 134nm, 전기장이 가해지지 않은 샘플의 경우 360nm의 평균 결정립 크기를 가짐을 확인할 수 있었다. 연구팀은 지르코니아의 특성에 큰 영향을 미치는 다른 중요한 요소인 기공함유량에 있어서도 전기장의 유무에 따른 변화가 있음을 발견해냈다. 전기장이 가해진 경우 1250℃에서 소결한 지르코니아 샘플은 1400℃에서 소결한 샘플과 동일한 기공도를 보여준다. 실험에 사용된 AC와 DC 전기장은 13.9Volt/cm이다. “우리는 낮은 전압과 매우 적은 전류가 지르코니아의 소결에 큰 영향을 미치며 적절한 전기장이 인가될 경우 그렇지 않은 경우에 비해 효과적으로 양질의 지르코니아를 얻을 수 있음을 알아냈습니다.” Conrad는 이야기 했다. “소결 시 전기장을 인가하면 훨씬 적은 에너지를 사용하여 우수한 특성을 지닌 지르코니아를 얻을 수 있습니다. 높은 강도의 세라믹물질을 얻으려면 결정립 크기와 기공을 줄여야 합니다. 그렇기 위해선 높은 온도에서의 소결과정이 필수적이라고 생각되어 왔습니다. 하지만 온도를 높이기 위해선 더 많은 에너지를 투입해야 함을 의미하고 이는 곧 비용증가로 이어지는 문제이기 때문에 좀 더 강한 세라믹 물질을 얻기 위해 소결온도를 올리는 것은 현명한 선택이 아닐 것입니다. 소결온도를 올리는 대신 소결 시 샘플에 전기장을 인가하는 것은 비용과 강도 두 가지를 모두 만족시키는 해법이 될 것이라고 생각합니다.” Hans 연구팀의 연구결과에 대한 논문은 ‘Enhanced Sintering Rate of Zirconia(3Y-TZP)’라는 제목으로 Scripta Materialia에 개제되었다.
이 논문의 제1저자는 NSCU에서 연구교수로 일하고 있는 Di Yang이다. Yang, Corad 그리고 같은 연구팀의 일원인 Rishi Raj는 이 연구와 관련된 또 다른 논문인 ‘Enhanced Sintering Rate of Zirconia(3Y-TZP) through the Effect in a Weak dc Electric Field on Gran Growth’의 공동저자이며 이 논문은 조만간 JACerS의 ‘Online Early’를 통해 공개될 예정이다. ACB

전기장이 인가된 상태에서 소결된 지르코니아의 경우 일반적인 분위기에서 소결된 지르코니아에 비해 63%가량 작은 결정립 크기를 가질 뿐 아니라 1250℃ 분위기에서 1500℃에서 소결한 것과 같은 정도의 낮은 기공을 지닌 우수한 세라믹 물질을 얻을 수 있다.

차세대 원자로 개발의 메카가 될 Energy Innovation Hurb
미 에너지부 장관인 Daniel Poneman은 최근 Oak Ridge National Lab(ORNL)의 주도하에 이루어지는 새로운 협동과정에 참여할 대상기관을 선정했다. ‘Nuclear Energy Modeling and Simulation(NEMS)’이라고 이름 붙여진 이 프로그램은 현재 가동 중인 원자로들의 효율개선 및 차세대 원자로 개발과 디자인을 목표로 진행될 예정으로 미 에너지부는 본 프로그램의 진행을 위해 ORNL에 ‘Energy Innovation Hurb(EIH)’을 설립하고 이곳에 향후 5년간 총 1억2천2백만 불의 연구비를 지원할 예정이다. NEMS프로그램에 참여하는 기관들은 EIH가 보유한 세계최고수준의 슈퍼컴퓨터를 이용하여 원자로의 가상모델을 만들고 이를 이용한 시뮬레이션을 통해 실제원자로의 효율적인 운용방법과 안정성확보를 위한 다양한 방안을 만들기 위한 연구를 진행하게 될 것이다. 미 에너지부는 NEMS프로그램이 원자로의 전력생산량과 수명을 늘릴 수 있는 해법을 찾는데 걸리는 시간을 단축해 줄 것으로 기대하고 있다. EIH는 Tennessee에 위치한 ORNL에 설립될 예정이며 ORNL이외에 NEMS에 참여할 기관들을 아래에 나열하였다.
● Electric Power Research Institute, Palo Alto, Calif
● Idaho National Lab, Idaho Falls, Idaho.
● Los Alamos National Lab, Los Alamos, N.M
● Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Mass
● North Carolina State University, Raleigh, N.C
● Tennessee Valley Authority, Knoxville, Tenn.
● University of Michigan, Ann Arbor, Mich
● Westinghouse Electric Company, Pittsburgh, Pa.
EIH는 미 에너지부로 부터 NEMS프로그램 첫해에 2천2백만불을 그 이듬해부터는 2천5백만불의 연구지원금을 지원받게 될 예정이다. ACB

NEMS프로그램에 참여하는 기관들은 EIH가 보유한 세계최고수준의 슈퍼컴퓨터를 이용하여 원자로의 가상모델을 만들고 이를 이용 한 시뮬레이션을 통해 실제원자로의 효율적인 운용방법과 안정성확보를 위해 다양한 방안을 만들기 위한 연구를 진행하게 될 것이다.

미국 신재생에너지부 (NREL)가 개발한 신개념 에어컨디셔닝 시스템
National Renewable Energy Lab(NREL)은 에너지사용량을 혁신적으로 절감할 수 있는 새로운 방식의 에어컨디셔너 유닛을 개발했다고 발표했다. NREL이 개발한 새로운 방식의 에어컨디셔너 시스템은 냉매의 압축과 팽창을 이용한 기존의 시스템 대비 50~90%의 에너지를 절감할 수 있다고 한다. 이 새로운 시스템은 기화제와 건조제 그리고 그 둘과 공기를 격리시켜주는 얇은 막으로 구성되는데 이러한 구성이 적용된 에어컨디셔너 시스템은 지금까지 한번도 만들어진 적이 없는 완전히 새로운 시스템이다. “우리의 목표는 탄소배출량을 혁신적으로 줄일 수 있는 친환경 냉각시스템을 개발하는 것입니다.” NREL의 기계공학 엔지니어이자 NREL의 새로운 에어컨디셔닝 시스템인 ‘건조제 유도 기화 냉각장치( Desiccant-Enhanced eVaporative air conditioner:DEVap)’ 시스템의 공동 발명자 중 한명인 Eric Kozubal은 이야기 했다. “우리는 새로운 에어컨디셔닝 시스템에 적용할 건조제, 기화제, 격리막에 대한 연구를 진행하던 중 세가지 구성요소를 하나로 통합한 DEVap시스템의 개발이 가능할 것이란 확신을 가지게 되었습니다.” DEVap시스템의 성능은 건조제와 기화냉각부의 용량에 따라 결정 된다. DEVap시스템에서 외부공기의 건조와 냉각을 담당하는 냉각코어에는 물과 건조제가 채워져 있으며 외부에서 유입된 높은 습도와 온도를 지닌 공기는 냉각코어를 지나가면서 건조하고 차가운 공기로 바뀌어 실내에 공급된다. DEVap 시스템은 건조부가 기화부가 통합된 구조로 이루어져 있기 때문에 보다 낮은 비용으로 제작될 수 있을 뿐 아니라 훨씬 적은 에너지 사용량으로 기존의 에어컨디셔닝 시스템과 동일한 수준으로 외부공기의 건조와 냉각이 가능하다는 장점을 가지고 있다. “건조부와 기화부를 통합하는 것은 전혀 새로운 아이디어가 아닙니다.” Kozubal은 이야기 했다. “하지만 지금까지 어떤 누구도 기화부와 건조부가 통합된 시스템을 성공적으로 만들어 내지는 못했습니다. 우리는 DEVap의 열-질량 교환기에 물과 액상 건조제를 함께 채워 넣는 방식으로 문제를 해결했습니다. DEVap의 열-질량 교환기 내부를 채우고 있는 물과 액상 건조제가 건조와 기화를 동시에 수행하기 때문에 외부공기의 건조와 냉각이 한 번에 이루어지는 것입니다.” Kozubal의 설명과 같이 DEVap 시스템에서는 공기의 건조와 냉각이 동시에 이루어지며 이러한 과정은 매우 빠르게 진행되어 마치 높은 습도와 온도의 외부공기가 DEVap를 지나며 순식간에 건조하고 차가운 공기로 변하는 것처럼 느껴 질 정도다. 기존의 에어컨디셔너는 냉매의 압축과 팽창을 이용하여 공기를 냉각하기 때문에 에너지 사용량이 매우 큰 반면 DEVap 시스템은 수분의 흡수와 기화에 의한 냉각방식을 사용하기 때문에 기존의 에어컨디셔너에 비해 훨씬 적은 에너지로 동일한 수준의 냉각이 가능하기 때문에 천연가스 또는 태양전지로부터 생산되는 매우 적은양의 전력만으로도 구동이 가능하다. “NREL은 DEVap의 상용화에 대한 라이센스를 얻게 될 것입니다. 하지만 NREL은 NEVap를 이용한 에어컨디셔너의 상용화 및 사업화에 직접 뛰어들진 않을 생각입니다.” NREL의 Building Energy Research연구센터의 매니저인 Ron Judkoff는 이야기 했다. “하지만 우리가 개발한 NEVap를 상용화하고 제작할 수 있는 기업이 NEVap시스템을 보다 효율적이고 친환경적인 제품으로 만드는데 다양한 기술적 지원을 아끼지 않을 계획입니다.” NEVap시스템에 사용되는 액체 건조제는 NREL에서 개발한 물질로 염화리튬 또는 염화칼슘과 44% 부피분율의 소금이 혼합된 물질로 이 액체 건조제는 기체상태의 수분이 통과하기엔 충분하고 건조제가 빠져나오기엔 작은 1~3마이크론의 구멍이 뚫려있는 원통형의 얇은 격막 속에 담겨져 있으며 격막의 표면에는 소수성을 지닌 테플론계열물질이 코팅되어 있어 격막 내부로 액상의 수분이 침투되는 것을 막아준다.
외부에서 유입된 높은 온도와 습도의 공기가 액상건조제가 들어있는 격막을 지나가면 공기 중의 수분이 격막 내부와 외부의 수분농도 차이에 의해 격막 내부에 있는 건조제에 흡수되고 이 과정을 거치면서  높은 온도와 낮은 수분의 공기로 변하게 된다. 이렇게 만들어진 높은 온도와 낮은 수분을 가진 공기는 건조제에 흡수되어 있던 수분이 기화되는 2차 채널로 유입되며 2차 채널을 지난 공기는 차갑고 건조한 상태로 냉방을 필요로 하는 실내에 공급되게 된다.
NREL은 양자교환막 연료전지에서 격막으로 사용되는 재료는 수분을 잘 통과시켜야 할 뿐 아니라 우수한 전기적 특성 또한 지녀야 한다는 점에 착안 우수한 특성의 격막 재료를 찾기 위한 방안으로 양자교환막 연료전지에 사용되는 격막제조기술을 참조하여 NEVap시스템에 적합한 격막물질을 비교적 손쉽게 개발할 수 있었다고 한다.
NREL과 NEVap의 사업화를 맡고 있는 기업은 현재 NEVap시스템의 각종구성요소를 최적화 하여 기존의 에어컨디셔너보다 75%이상 절감된 에너지로 동작할 수 있는 에어컨디셔너제작을 위해 협력하고 있으며 기존의 에어컨디셔너를 모두 대체할 수 있을 정도의 성능을 지닌 NEVap시스템을 개발하고자 하는 궁극적인 목표를 가지고 있다. ACB

University of Rhode Island의 대학원생이 개발한
새로운 방식의 자기치유 콘크리트
University of Rhode Island에서 석사과정을 밟고 있는 대학원생인 Michelle Pelletier는  현재까지 개발된 것 보다 우수한 특성을 지니며 값싸게 만들 수 있는 자기치유콘크리트개발을 위한 연구를 진행하고 있다. Pelletier는 콘크리트에 자기치유기능을 부여하기 위한 방법으로 소듐실리케이트가 담긴 소량의(2%정도) 마이크로캡슐을 콘크리트에 혼합하는 방식을 이용하고 있다. Pelletier가 개발한 이 콘크리트는 균열이 발생할 경우 균열주변의 마이크로캡슐이 터지면서 캡슐내부에 있던 보강재가 균열부위로 흘러나와 균열에 의해 약해진 콘크리트를 보강하며 이에 따라 더 이상의 균열 또는 파괴를 스스로 막는 기능을 가지고 있다. Pelletier에 따르면 마이크로캡슐에 담겨져 있는 소듐실리케이트는 콘크리트내부에 존재하는 칼슘하이드록사이드와 반응해 젤리와 같은 형태의 칼슘-실리카 하이드레이트를 만드는데 이 물질은 1주일 이내에 경화되어 균열 또는 기공에 의해 약해진 콘크리트를 보강해 주는 역할을 한다고 한다. 비교를 위해 Pelletier는 자신이 개발한 콘크리트와 일반콘크리트에 파괴가 일어나기 직전까지 스트레스를 가하고 충분한 회복기간이 지난 후 두 콘크리트의 강도를 비교하는 실험을 진행하였으며 실험결과, Pelletier가 개발한 콘크리트의 경우 초기강도 대비 26%, 일반 콘크리트의 경우 10%의 회복능력을 가짐을 확인할 수 있었다.
Pelletier는 괜찮은 결과지만 개선할 여지가 아직 많이 있다고 이야기 했다. “2%의 캡슐이 혼합된 콘크리트는 만족스러운 결과를 보여주었습니다. 하지만 이것은 시작에 불과하다고 생각합니다. 우리 연구팀의 최종목표는 초기강도 대비 75%의 회복강도를 갖는 자기치유 콘크리트를 개발하는 것입니다. 우리가 처음 실험을 시작할 때에 혼합한 마이크로캡슐의 양은 지금보다도 훨씬 적었고 마이크로캡슐의 혼합비를 조금씩 늘려나갈 수록 회복강도가 점점 높아지는 경향을 보았습니다. 혼합비를 무조건 늘린다고 회복강도가 계속 증가하지는 않겠지만 현재 2%인 마이크로캡슐의 혼합량을 조금 씩 늘려 가면 지금보다 높은 회복강도를 갖는 콘크리트를 개발할 수 있을 것으로 생각합니다.” Pelletier에 따르면 그녀가 사용하는 소듐실리케이트 마이크로캡슐의 제작은 그리 많은 비용과 시간이 들지 않는다고 하며 따라서 소듐실리케이트 마이크로캡슐을 혼합한 자기치유 콘크리트는 충분한 경제성을 지닌 제품이 될 것이라고 한다. “현재 사용되고 있는 콘크리트에도 이미 많은 첨가제가 혼합되고 있습니다.” Pelletier는 이야기 했다. “우리가 사용하고 있는 소듐실리케이트 마이크로캡슐의 제작은 매우 간단할 뿐 아니라 제조에 사용되는 재료도 매우 저렴합니다.” University of Rhode Island의 자기치유 콘크리트에 대한 연구는 Pelletier가 입학하기 몇 년 전 부터 진행되어 왔으며 Rhode Island의 교통부로부터 연구비 지원을 받고 있다.
Pelletier에 따르면 그녀는 화학과를 졸업한 경력을 인정받아 이 프로젝트에 참여할 수 있었다고 한다. University of Rhode Island는 자기치유 콘크리트에 관한 연구를 앞으로도 계속할 예정이며 향후 소듐실리케이트가 콘크리트구조물 내부의 철근의 부식을 막아줄 수 있는지에 대한 연구도 진행할 예정이라고 한다. ACB
University of Rhode island의 대학원생 Pelletier는 콘크리트에 자기치유기능을 부여하기 위한 방법으로 소듐실리케이트가 담긴 소량의(2%정도) 마이크로캡슐을 콘크리트에 혼합하는 방식을 이용하고 있다.

NT 안에 다이아몬드형 금속 미립자
액상 1단 합성법으로 제작
특이한 성질로 폭넓은 응용이 기대되는 카본나노튜브(CNT) 등의 카본나노 재료(CNM)은 일반적으로 기상합성법(아크 방전, 레이저 증발, 화학기상성장 각 법)으로 합성된다. 한편 「액상 1단 합성법」에서는 촉매 전구체인 유기금속착체를 녹인 유기용매(탄소원(炭素原)) 안에서 기판을 저항 가열하여 기판 위 또는 용매 안에 CNM을 석출시킨다.
이 방법은 정밀한 분위기 제어, 감압 및 촉매 조제 공정을 함유하지 않고 동시에 간편한 장치를 이용한 대기압 하의 과정이므로 가장 값싸며 간편한 CNM합성법이라고 할 수 있다. 또 용매 속에 다양한 제3의 첨가제를 녹여, 형태나 성장의 제어 및 신기능성 부여도 쉽게 할 수 있다는 특생이 있다. 현재까지 스테인리스 등의 범용 금속기판 위에 단층 CNTs, 고배향 다층 CNT(HACNT) 및 멀티레이어 HACNT 등의 다양한 CNM이 합성되고 있다. 또 1단 공정에서 금속 미립자를 내포나 담지(擔持)한다. 내포 입자는 보통 촉매가 되는 금속이나 탄화물이 CNT 안에 담겨진 것으로 보통 외형은 균일하지 않다. 이에 대해 다이아몬드형의 금속(탄화물) 미립자를 내포한 CNT를 선택적으로 합성하는데 성공했다(그림 TEM화상). 직경 50나노미터 정도의 다층 CNT(엄밀하게는 CNT와 화이버의 중간 형태)에 내포되어 있고, TEM-토모그래피법(日本電子(주))에 의해 양원추(兩圓錐)라는 것을 알았다. 형상은 거의 균일하여 CNT 한 개에 한 개씩 길이 방향의 중간 부분에 내포되어 있다. 이러한 다이아몬드형 미립자 내포 CNT의 선택적 합성은 처음이다. 통상의 다층 CNT는 기판 표면에 생성한 촉매 미립자에서 한 방향으로 성장하지만 이 사례에서는 촉매 미립자가 기판에서 분리되어 2방향으로 성장하는 과정 속에 다이아몬드 모양의 형상으로 변화된 것이라고 추측된다. 
다이아몬드형 미립자 내포 CNT는 나노디바이스나 전극재료 등에 대한 응용을 생각할 수 있다. 각 CNT에 대한 전극 부착은 어렵지만 예를 들면 열처리로 내포입자의 일부를 CNT벽 밖으로 노출시켜서 그 부위를 전극에 이용한다면 간단하게 센서나 디바이스의 형성이 가능하게 된다. CJ

표면적이 큰 섬유상 재료
産總硏  CNT를 산화처리 
産業技術總合硏究所는 탄소재료인 단층카본나노튜브(CNT)를 산화처리하여 1그램 당의 면적(비표면적)이 2240평방미터인 섬유상 재료를 개발했다. 비표면적이 큰 종래의 재료인 다공질 실리콘이나 활성탄에 비해 1.3배 이상으로, 캐퍼시터 전극에 사용하며 더 높은 에너지, 파워 밀도의 향상으로 이어진다. 에너지나 물질의 저장체로서의 응용도 기대할 수 있다.
단층CNT에 가열에 의한 산화를 실시하여 그 끝과 벽면에 구멍을 뚫는 처리로, 섬유상 재료를 만들었다. 구멍의 크기를 제어할 수 있고, CNT 안에 물질을 흡장할 수 있다. 단층 CNT의 비표면적은 1그램 당 1250평방미터까지만 보고되었다.
이 재료를 캐퍼시터의 전극에 사용하여 성능을 조사한 결과, 활성탄을 사용한 전극이나 순도가 낮고 비표면적이 작은 CNT를 사용했을 경우보다 에너지 밀도와 파워 밀도가 컸다. 종래의 비표면적이 큰 재료의 대부분은 약해서 비표면적의 크기를 유지하면서 다루기 쉬운 고형상태로 만들기가 어려웠다. 일간공업

새로운 초전도체 연구
2008년 발견된 이후로 전세계적으로 새로운 종류의 초전도체에 대한 연구가 크게 증가하였다. 이전의 구리 세라믹스인 큐프레이트와는 다르게, 이 새로운 구조는 철화합물로 이루어져 있다. 이런 화합물의 구조는 많은 기본적인 부분에 있어서 큐프레이트와 다르기 때문에 초전도 현상이 어떻게 발생하는지에 대해서 새로운 개념을 얻을 수 있게 해 줄 것이다. 독일 헬름홀쯔-젠트룸 베를린(HZB)의 연구진은 모든 철-기반 초전도체에서 자기적 특성을 발견하였다. 이것은 철기반 초전도체를 만들기 위해 사용된 화합물이 다른 화학적 특성을 가지고 있어도 발생하였다. 이들의 연구 결과는 네이처 재료에 발표되었다.
초전도체는 보통 화합물에 외부 원자를 주입함으로써 보통 만들어지는데 자성과 초전도체 사이에 강한 상관관계가 존재한다. 병원의 MRI 장비에 사용되는 전통적인 초전도체는 결정안의 초전도성을 방해하기 때문에 자성을 좋아하지 않는다. 그러나 큐프레이트나 철-비소 화합물에 기반한 고온 초전도체들의 경우에는 다르다.
이런 경우 자기적 힘을 실제로 초전도 특성을 강화하는데 도움이 된다. 이런 화합물은 자기 정렬 특성이 있는데, 이것이 결정 구조안에서 발생한다면 물질이 고온 초전도체에 적합한지를 알려줄 수 있는 신호가 될 수 있다.
새로운 철-기반 초전도체에서 자기 정렬의 대칭성은 초전도체 신호에서 대칭성과 정확하게 상응한다. 독일 연구진은 철-텔루리움-셀레늄(iron-tellurium-selenium) 결정을 성장시켜 X-선과 중성자 회절을 이용하여 화학적 성분을 분석하였다. 연구진은 HZB의 BER II 와 프랑스 그레노블의 라우에-랑게빈(Laue-Langevin) 연구소의 연구 반응로에서 중성자 산란 실험을 수행하여 결정의 자기적 신호를 측정하였다.
연구진은 자기 정렬의 대칭성이 이온-비소 화합물과 같은 철기반 화합물과는 매우 다르다는 것을 발견하였다. 놀랍게도 이런 차이는 초전도체의 특성 개발에 영향을 미치지 않았다. 종종 자기적 공명이라고 언급되는 초전도에 의해 야기되는 자기 신호가 자기 정렬과 같은 동일한 대칭을 가졌다는 것이 이들 연구진에 의해서 검출된 것이다. 이 결과는 모든 철기반 초전도체에서 동일하였다.
연구진은 철화합물의 자기적 정렬에 대해서 알고 있는바에 따르면, 철-텔루리움-셀레늄 물질은 어떤 초전도 현상도 보이지 않아야 하지만, 실험 결과 반대되는 결과를 얻었다고 말하였다. 연구진은 자성의 차이에도 불구하고, 초전도체 특성은 동일하였으며, 만약에 시작 조건이 다를 경우 어떻게 초전도성이 일어나는지를 이해할 수 있다면 더 높은 온도에서 초전도성이 발생하는 물질을 개발할 수 있을 것이라고 덧붙였다. GTB

300도 이하의 저온에서의 산소이온 확산기구를 해명
京都大學化學硏究所의 島川祐一 교수 등의 연구팀(市川能也 조교, 대학원생 井上曉, 河合正德 등)은 이방적(異方的)인 브라운 밀레라이트 구조를 가진 CaFeO25 단결정 박막 시료가 FeO2 평면 4배위 무한층 구조의 CaFeO2로 환원되는 과정에서 박막의 적층방향에 따라서 산소이온의 확산방향에 두 가지 가능성이 있다는 것을 밝혀냈다.
연료전지, 특히 고체전해질을 이용한 SOFC의 개발에 있어서는 현재보다 저온에서 전해질 안의 이온 전도가 일어나는 것이 바람직하다. 보통, 주로 다결정 시료를 이용한 연구가 이루어지고 있지만 특히 이방성이 있는 물질의 경우, 이온전도 기구의 상세한 연구에는 단결정 시료를 이용한 실험이 상당히 유효하다. CaFeO25의 브라운밀레라이트 구조는 FeO6팔면체층과 FeO4 사면체층이 교대로 적층한 구조로 되어 있다. 연구팀은 기판의 면내(面內) 격자정수에 의해 CaFeO25의 성장배향을 제어할 수 있다는 것을 우선 발견했다. 즉 격자정수가 비교적 큰 SrTiO3(100) 기판 등을 사용하면 적층방향이 기판 면에 수직적인 막이 된다.
한편, 비교적 작은 격자정수를 가진 LaAlO3(100) 기판 등의 위에서는 팔면체층과 사면체층의 적층 방향이 기판 면에 평행한 박막이 된다.
이 구분되어 만들어진 배향을 가진 CaFeO25단결정 박막에 대해 강력한 환원제인 CaH2를 이용하여 300도 이하의 온도에서 환원한 결과 무한층 구조를 가진 CaFeO25상 단결정 박막을 얻었다. 특필할 만한 것은 그 배향이다. 얻어진 것은 환원 전의 브라운밀레라이트 구조의 배향에 의하지 않고 항상 막 표면에 평행으로 FeO2평면이 적층하는 배향이었다. 이것은 이온전도에서는 비교적 저온이라고 할 수 있는 300도 이하의 온도에서 확산 에너지가 다른 두 가지 산소이동이 일어난다는 것을 의미하고 있다. 화학식 ABO3에서 나타나는 페로브스카이트 구조 산화물은 여러 가지 천이금속 이온을 B사이트에 배치함으로써 다채로운 물성이 발현되지만 이 연구팀은 B사이트 이온으로서 Fe 이외에도 Ni를 갖는 LaNiO3와 Co를 갖는 SrCoO25에 대해서도 단결정 박막 시료를 합성하고 여기에 저온으로 산화·환원반응을 실시함으로써 산소확산과정을 해명하고 있다.
전자에서는 페로브스카이트 구조 LaNiO3와 평면 4배위 무한층 구조 LaNiO2의 사이에서 가역적으로 산소가 출입한다는 것이 확인되고 있다.
이러한 결과는 앞으로 저온 동작 가능한 연로전지용 전해질의 개발로 이어지는 이외에 저온에서의 산화·환원에 의한 새로운 물성을 갖는 신물질합성에 대한 지침이 될 것이라고 기대한다. CJ

우유 단백질과 점토로 만드는 생분해성 폼 플라스틱 대체 물질
생분해성 고분자(biodegradable polymer)는 이용할 수 있는 화석 자원의 감소와 환경 친화적인 플라스틱의 선호도 증가에 따라, 과거 10년에 걸쳐 학계 및 산업계에 종사하는 과학자들의 큰 관심을 받아왔다.
현재 바이오를 근간으로 하는 고분자는 주로 사탕수수, 단백질, 전분 등과 같은 재생 자원으로부터 제조된다. 포장, 접착제, 코팅제 및 바이오의료 응용제품 등과 같은 제품에 사용되는 생분해성 고분자는 환경에 더 적은 독성을 유발하고 석유 화학제품보다 전반적으로 더 적은 에너지 소비를 이끌어낸다. 매립지에 플라스틱 폐기물이 축적되는 것과 관련된 우려 증가 및 플라스틱을 제조하는 데 소요되는 수입 오일의 의존성 문제가 확대되고 있는 가운데, 태국 연구진은 우유에 함유되어 있는 단백질과 일상적인 점토(clay)로부터 새로운 초경량 생분해성 폼 플라스틱(biodegradable foam plastic) 물질을 개발하는 데 성공했다고 보고했다. 새로운 물질은 가구의 쿠션, 절연 재료, 포장 재료 및 기타 제품 등에 사용될 수 있다. 연구진은 동 논문을 매달 발간되는 ACS` Biomacromolecules에 발표했다.
타이 수도 방콕에 위치한 출랑롱콘 대학(Chulalongkorn University) 소속의 David Schiraldi를 주축으로 하는 연구진은 우유 단백질의 약 80%를 차지하는 카제인(casein)이라고 불리는 단백질이 이미 접착제와 종이 코팅을 제조하는 데 사용되고 있다고 설명했다.
카제인을 보강하고 물에 대한 카제인의 저항력(resistance)을 증가시키기 위하여 연구진은 소량의 점토와 글리세르알데히드(glyceraldehyde)라고 불리는 반응성 분자를 혼합하여 카제인의 단백질 분자를 서로서로 연결시켰다.
자연적으로 발생하는 고분자인 카제인 단백질과 소듐 몬모릴로나이트 점토(sodium montmorillonite clay, Na+-MMT)를 기반으로 하는 생분해성 폼 플라스틱은 단순한 냉동-건조 공정(freeze-drying process)을 통하여 제조됐다. 가교제(cross-linking agent)로 GC(dl-glyceraldehyde)를 이용함으로써 이러한 새로운 에어로졸의 구조적인 견고성은 GC를 사용하지 않는 대조군의 구조적인 견고성과 비교했을 때, 비약적으로 개선됐다.
폼과 같은 구조의 완성 정도는 낮은 밀도의 구성물의 물리적 열적 수행력에 상당한 영향을 초래하는 다른 변수에 있다. 에어로겔(aerogel)의 생분해성이 제어된 조건 하에서 퇴비 매질 내에서 8주까지 이산화탄소 진화 측면에서 조사됐다.
연구진은 얻어진 해면질의 에어로겔을 생산하기 위하여 물을 제거하여 혼합물을 냉동건조시켜 고체 연기처럼 가볍고 통풍이 잘 되는 대체 물질군 중 하나를 얻을 수 있었다. 가벼운 폼을 보다 더 강력하게 제조하기 위하여 연구진은 얻어진 폼을 오븐에 처리한 후 강도(sturdiness)를 시험했다. 시험 결과, 연구진은 새로운 대체 물질인 생분해성 폼 플라스틱이 상업적인 용도에 이용하기 충분할 정도로 강력하며, 30일 이내의 새로운 물질의 약 1/3이 분해될 정도의 생분해성을 갖추었다고 결론지었다. GTB

차세대 LSI용 절연막재
신뢰성 저하 요인 해명
소자의 수명 예측 지침
筑波大學은 반도체 첨단 테크놀로지즈(세리토, 茨城縣 츠쿠바시)등과 공동으로 차세대 LSI에 사용하는 고유전율의 게이트 절연막 재료의 신뢰성이 저하하는 요인을 밝혀냈다. LSI를 구성하는 트랜지스터의 수명에 관련된 절연막의 신뢰성은 실용화를 위한 최대 과제였다. 이번에 장래의 주류 재료로 전망되는 산화하프늄의 절연성을 열화시키는 현상을 밝혀, 소자의 수명예측 등에 지침을 주었다.
筑波大의 山部紀久夫 교수, 蓮沼隆 강사 등 연구팀이 세리토와 早稻田대학, 물질·재료연구기구와 공동으로 연구했다.
고유전율의 절연막 재료에 세리토가 제작한 산화하프늄 막을 채용. 막의 열화와 회복의 과정에서 그 특성을 상세하게 조사했다. 그 결과, 막의 신뢰성 저하를 일으키는 3가지의 요인이 밝혀졌다. 종래는 막 속에 전하가 축적되는 원인이 지적되었다.
이번에 새로이 전압을 계속 가하면 막 속에서 원자가 이동하거나 막의 조성이나 구조가 변화하거나 하는 두 가지 요인을 밝혀냈다. 열화의 과정을 해명한 것으로, 그러한 현상을 억제하여 신뢰성을 높인 실용 레벨 절연막이 완성된다.
게이트 절연막은 두께 2나노미터 이하이며 게이트 전압은 1볼트 정도.
종래 재료인 산화규소는 신뢰성은 높지만 트랜지스터의 회로선 폭이 미세화하여 누전류(漏電流)가 증대하는 등 재료 한계에 달했다.
차세대 유망 재료인 산화하프늄은 산화규소와는 원자 레벨의 구조가 크게 다르다. 지금까지 열화의 상세한 과정을 알지 못해 신뢰성의 확보에 과제가 있었다. 또 다른 앞으로의 재료로는 산화란탄도 검토되고 있다. 일간공업

탁월한 약물전달 능력의 다공성 실리카 개발
Pacific Northwest National Labora
tory(PNNL)과 University of Wa
shington(UW)의 과학자들은 다양한 물질의 저장과 방출이 가능한 다공성 실리카 물질을 개발했다고 한다. PNNL과 UW의 공동연구팀에 따르면 그들이 개발한 다공성 실리카 물질은 벌과 애벌레가 자리 잡고 있는 벌집을 연상케 하는 구조와 기능을 가지고 있으며 다공성 실리카물질에 존재하는 매우 작은 기공들은 다양한 약품을 저장하기도 하고 방출하기도 하는 역할을 하는데 이러한 특성을 이용하면 항암제와 같이 특정기관 혹은 조직에만 사용되어야할 약품들을 적재적소에 공급할 수 있는 매우 효과적인 전달물질을 만들어 낼 수 있다고 한다. PNNL과 UW의 공동연구팀은 이미 생체적합성을 가진 물질이 코팅된 실리카 입자에 항원들을 저장하는데 성공했다. “벌집구조를 가진 다공성 실리카에는 다양한 약물분자들이 저장될 수 있습니다.” PNNL의 재료과학자인 Jun Liu는 이야기 했다. “우리는 이 벌집모양의 실리카 물질을 최근 이슈가 되고 있는 환경과 에너지 분야에 적용하고자 노력하고 있습니다. 하지만 약물전달물질로서 이물질은 별도의 추가연구가 필요 없을 정도로 뛰어난 특성을 가지고 있습니다. 약물전달물질의 기본적인 기능은 항암제 등의 독성약물을 표적이 되는 암세포에만 집중적으로 전달하여 정상세포의 손상을 최소화 하면서 암세포를 파괴하도록 하는 것이다. Journal of the American Chemical Society 에 개제된 연구팀의 논문에 따르면 연구팀이 개발한 다공성실리카를 항암제의 전달물질로 사용하여 암세포를 가진 쥐에 주입한 결과 암세포의 성장이 멈추고 쥐의 수명이 늘어나는 결과를 보여주었다고 한다. 이 벌집모양의 다공성 실리카는 6에서 12마이크로미터의 30나노미터 정도 크기의 수많은 기공을 포함하고 있다. 공동연구팀은 다공성 실리카의 기공에 아민(amine), 카복실산(Caboxylic acid), 설폰산(Sulfonic acid)등으로 이루어진 ‘barbs(가시모양의 분자)’를 부착시켜 기공 내부의 약물저장 능력을 증가시킬 수 있었다고 한다. 이 가시모양의 분자가 기공내부의 저장능력을 늘리는 역할을 할 수 있는 이유는 가시모양의 분자들이 기공내부에 저장된 물질의 누출을 지연시키는 역할을 하기 때문인데 그 정도는 가시모양 분자의 종류와 개수에 따라 다르기 때문에 기공내부에 부착된 가시모양 분자의 종류와 개수를 변화시키는 방식으로 약물의 투입속도를 조절할 수 있다고 한다. 쥐를 이용한 동물실험에서 항암제를 저장하고 있는 실리카는 암세포에 직접 주입되었다. 실험결과에 따르면 항암제가 포함된 다공성실리카가 주입된 쥐의 암세포의 성장속도가 현저히 감소했을 뿐 아니라 생존기간도 늘어나는 효과가 있는 것으로 나타났다. “쥐를 이용한 실험에서 매우 만족스러운 결과를 얻어냈습니다. 이렇게 확실한 효과를 보여줄 것으로 예상하지는 못했습니다.” PNNL의 화학생물학자인 Chenghong Lei는 이야기 했다. “PNNL과 UW의 연구팀은 좀 더 다양한 동물들을 대상으로 하는 실험을 계획하고 있습니다. 우리와 UW의 연구팀 모두는 다른 동물들에게도 비슷한 결과가 나올 것이라는 확신을 가지고 있습니다.” ACB
Pacific Northwest National Laboratory(PNNL)과 University of Washington(UW)의 과학자들은 다양한 물질의 저장과 방출이 가능한 다공성 실리카 물질을 개발했다. 연구팀에 따르면 그들이 개발한 다공성 실리카는 항암제와 같이 특정기관 혹은 조직에만 사용되어야할 약품들을 적재적소에 공급할 수 있는 매우 효과적인 약물전달물질이 될 수 있다고 한다.

O2 초임계 상태의 입자
자기집적화하여 섬유에
東洋大가 기술개발
東洋大學 바이오 나노일렉트로닉스 연구센터는 이산화탄소(CO2)가 기체와 액체의 성질을 가진 초임계 상태에서 탄소원자와 니켈 원자로 구성하는 입자가 자기(自己) 집적화하여 섬유(화이버)를 생성하는 기술을 개발했다. 아울러 화이버에 전자선을 조사하여 니켈 원자가 속에 들어간 탄소원자의 양파 모양의 입자 「카본어니언」을 만드는 기술도 개발했다. 이 입자는 자장으로 움직임을 제어할 수 있는 자성 나노입자로서 약물송달 시스템(DDS)등에 활용할 수 있다고 한다.
카본어니언도 작성
실험에서는 독자로 제작한 장치를 사용. 자치에 니켈원자 등으로 된 유기금속화합물인 니케로센 분말과 임계밀도의 질량 CO2를 봉입한 후, CO2의 임계온도 31℃로 설정하면 기체와 액체의 성질을 가진 임계점에 도달한다. 이 상태를 유지한 채, 20시간 정도 10킬로볼트의 전압으로 직류전장을 가한다. 그러면 탄소원자와 니켈원자로 구성된 입자가 자기집적화하여 길이 5밀리미터, 직경이 최대 1마이크로미터의 화이버가 전극 사이에 수없이 많이 생성된다. 설정온도는 31℃에서 41℃까지, 전압이 3킬로볼트와 5킬로볼트의 직류전장에서도 이 화이버가 생성된다는 것을 알았다.
또한 화이버에 전자현미경으로 전자선을 10초 미만으로 쏘이면 탄소원자와 니켈원자가 결정화한다. 탄소원자는 직경 10나노-100나노미터의 카본어니언이 된다. 이 아네 니켈원자가 자동적으로 들어간다.
니켈원자가 탄소원자에 둘러싸인 상태에서 산화가 억제되기 때문에 높은 자화를 가진 입자가 된다고 한다.
또 카본어니언 속에 니켈이 들어 있기 때문에 「화이버를 따뜻하게 하여 직경이 나노미터 단위이며 길이가 5밀리미터인 카본나노튜브를 제작할 수 있을 가능성이 있다」(前川透 센터장)고 하며 앞으로 연구를 진행한다. 일간공업

세포내에 삽입되는 나노 전계효과 트랜지스터 - 세포내부를 관찰하다
사이언스지의 최신호는 세포내부로 삽입되어 세포내부에서 벌어지는 다양한 현상들을 탐지할 수 있을 정도로 작은 크기의 나노와이어 트랜지스터에 대해 소개하고 있다. 이 새로운 소자는 대부분의 바이러스보다 작으며 세포활동을 분석하기 위해 사용되고 있는 세포하나정도 크기인 일반적인 탐침의 100분의 1에 해당하는 크기를 가진다. 매우 얇은 두께와 크기를 가진 이 트랜지스터의 장점은 세포내부로의 삽입에 따른 세포손상의 가능성이 적다는 것이다. “세포크기의 100분의 1이 채 안 되는 나노사이즈 전계효과트랜지스터의 활용은 세포내부를 연구할 수 있는 완전하게 혁신적인 방법입니다.
정확히 말하면 반도체를 이용한 최초의 세포내 측정이 되겠군요.” 논문의 제1저자인 Charles Lieber는 이야기 했다. “나노 전계효과 트랜지스터는 반도체산업의 발전에 가속이 붙기 시작한 1960년대 이후 최초로 개발된 세포내부의 현상을 측정할 수 있는 반도체입니다.”Lieber에 따르면 나노 전계효과 트랜지스터를 세포에 삽입하는 방식으로 일반 세포는 물론 신경세포내부에서 발생된 전기신호 및 이온유동 등을 측정할 수 있다고 한다. 뿐만 아니라 리셉터(receptor)또는 리간드(Ligand)에 결합시킬 경우 세포에서 세포로 전달되는 각종 생체화합물들을 감지해 낼 수 있다.
Lieber와 그의 연구팀은 나노 전계효과 트랜지스터를 세포막과 동일한 물질로 코팅하면 트랜지스터표면과 세포막간의 막융합(membrane fusion)에 의해 세포내부로 매우 쉽게 삽입되어질 수 있음을 발견했다. Lieber와 논문의 공동저자들은 나노와이어의 가운데를 기준으로 양쪽 끝단을 120° 꺾는 방식으로 트랜지스터에 연결하기에 이상적인 각도인 60°의 각도를 지닌 V모양의 탐침을 만들어 냈다. 나노와이어로 만들어진 이 탐침은 세포내부에 삽입되게 되며 팁에는 센서가 부착되어 있어 세포내부에서 일어나는 변화를 전기적 신호로 변환하여 트랜지스터로 전달하게 된다. ACB

(좌)세포내부에 삽입된 센서 모식도  (우)세포에 삽입되고 있는 나노 전계효과 트랜지스터

유기자성체 강유전체에
東大ㆍJSTㆍ産總硏이 발견
 “연성 컴퓨터” 실현으로
東京大學의 十倉好紀 교수와 과힉기술진흥기구(JST)의 賀川史敬 연구원 등은 산업기술총합연구소와 공동으로 자성을 가진 유기물이 강유전체가 된다는 것을 처음으로 발견했다. 굴곡 특성 등 플렉시블한 특징을 가진 유기물로 강유전체의 개발이 진행되면 압력으로 강유전성의 제어가 가능하게 된다. 의복이나 팔 등에 장착할 수 있는 “연성 컴퓨터”등의 실현으로 이어질 듯하다.
十倉교수 등은 자성을 가진 2종류의 원자를 쌓은 결정구조를 가진 물질이 원자력 사이에 활동하는 자기적인 상호작용으로 강유전체가 된다는 것을 밝혀냈다.
이 구조를 가진 유기물의 전하이동착체의 대형시료를 제작, 마이너스 220℃ 이하에서 자기적인 상호작용에 의해 강유전체가 된다는 것을 확인했다. 자성을 기원으로 하는 물질이지만 60만 가우스의 강한 자장을 가지며, 강력한 강유전성을 갖는다는 것이 밝혀졌다.
강유전체는 밖에서 전장을 가하면 플러스와 마이너스로 반전하는 전기분극을 나타내는 절연체. IC카드 등의 메모리와 압력으로 전압을 일으키는 피에조 소자 등에 사용된다.
종래의 강유전체는 자성을 보이지 않았지만 十倉교수 등은 2003년에 자성과 강유전성을 아울러 가진 물질군 「멀티페로이크스」를 발견. 강유전체의 연구개발이 일본이 세계를 리드하고 있다. 일간공업

차세대형 메모리
동작원리 해명
筑波大 장수명화 제안
筑波大學의 白石賢二 교수 등의 연구팀은 차세대형 메모리에 데이터를 기입·소거하는 동작원리를 원자 레벨에서 해명하는데 성공했다. 「MONOS형(型)」으로 불리는 메모리로 소자를 장수명화할 수 있는 구조를 원리적으로 제안했다. 메모리를 구성하는 박막의 결함에 전하를 주입하여 데이터를 기입하는 MONOS형 이외에 같은 원리를 도입하는 MRAM과 RRAM 등 차세대 메모리 개발의 지침이 된다.
메모리에 데이터를 기입·소거할 때, 질화실리콘 박막 속의 결함이 어떻게 거동하는가를 영자역학에 기초한 이론계산(제1원리계산)으로 상세하게 밝혔다.
그 결과, 질화실리콘 막에 산소가 섞여서 된 결함은 메모리 기능의 열화를 일으킨다는 것을 확인.
한편, 막 속의 질소가 부족하여 생긴 결함은 열화에는 관여하지 않는다는 것을 알았다.
MONOS형 메모리는 개서(改書)가 가능한 EEPROM 등에 탑재되어 있는 기억소자. 게이트 절연막에 산화실리콘 막과 질화실리콘 막을 쌓은 구조로 질화실리콘 막 속의 결함에 전하를 주입하여 데이터를 축적, 메모리 동작시킨다. 소형화나 고속화가 가능하여 차세대 메모리의 후보가 되고 있다. 일간공업

ETH Zurich - 매우 얇고 투명한 대 면적 플렉서블 세라믹포일 공개
ETH Zurich(Eidgen쉝sische Technische Hochschule Z웦ich)의 연구원들은 매우 다양한 형태의 필름을 손쉽게 증착할 수 있는 새로운 개념의 증착기술을 개발했다고 한다. ETH Zurich에서 개발한 이 증착기술을 이용하면 손으로 만지고 구부려도 깨지지 않을 정도로 유연하면서도 매우 얇고, 순도 높은 세라믹 필름을 만들어 낼 수 있다고 한다. 세라믹 포일(foil)은 이미 보호용 필름, 절연막, 광학코팅, 다층 캐패시터 등의 용도로 다양한 산업분야에 사용되고 있다.
하지만 현재 사용되고 있는 세라믹포일의 경우 매우 잘 깨진다는 단점을 지니고 있다. 세라믹물질의 고유한 특성이기도한 높은 취성을 극복한 유연성이 좋은 세라믹 포일을 만들기 위해선 포일을 두께를 가능한 얇게 만들어야 하는데 일반적으로 사용되는 세라믹포일 제조공정의 경우 유연성을 가질 정도의 두께를 가진 세라믹 포일의 제작을 위해선 값비싼 기판을 사용하는 공정 혹은 세라믹포일의 손실 량이 많은 공정을 사용해야 한다는 문제점을 가지고 있다.
실제로 25마이크로미터 두께의 세라믹포일을 만들기 위해선 고가의 다공성 기판에 세라믹을 증착한 후 떼어내는 방법과 또는 세라믹물질이 증착된 기판을 화학적으로 식각하는 방법이 사용되고 있다. 식각을 이용한 세라믹 포일제조 공정의 경우 세라믹포일의 두께를 50나노미터까지 줄일 수 있기는 하지만 이렇게 만들어진 세라믹포일의 경우 공정 중에 발생하는 손실이 매우 크기 때문에 가로, 세로 길이가 수백마이크로미터에 불과하다. Journal of the American Ceramic Society를 통해 소개된 ETH Zurich 연구팀의 논문에 따르면 그들이 개발한 새로운 증착공정을 이용할 경우 대부분의 세라믹물질은 물론 유리를 이용해서도 매우 얇으면서도(수십 마이크로미터~0.2마이크로미터) 넓은 면적을 갖는 포일을 만들 수 있다고 한다. 논문에 소개된 세라믹포일의 경우 0.5마이크로미터의 두께와 수 입방 센티미터의 크기를 가진다.
이 새로운 증착방식은 그라파이트(Graphite)포일 또는 탄소가 증착된 사파이어 기판위에 스핀코팅 또는 침지코팅을 이용하여 소결 전 물질을 코팅하는 과정을 포함하고 있다. 미국세라믹협회 (American Ceramic Society:ACers)의 멤버인 Ludwig Gauckler가 포함된 ETH Zurich 연구팀은 세라믹포일 제작에 가장 적합한 소결방식을 찾기 위한 실험을 진행하였으며 그 결과 세라믹물질의 종류에 따라 다른 소결방식을 적용해야 한다는 결과를 얻었다. 연구팀의 논문에 소개된 이트리아 안정화 지르코니아(Y-TZP)의 경우 저온소결방식을 이용하여 다양한 두께의(3-14 마이크로미터) 다공성, 고 순도의 유연성 높은 포일로 만들어 질 수 있다. ETH Zurich 연구팀이 제작한 알루미나와 Y-TZP포일은 트위저(tweezer)로 다룰 수 있을 정도로 강하고 유연하며 동그랗게 말아서 보관할 수 있을 정도의 유연성을 가질 뿐 아니라 투명하다. 알루미나와 Y-TZP포일이 투명할 수 있는 이유는 빛을 산란시키는 결정립계의 수가 적음을 의미하며 이는 곧 세라믹 포일 내에 결함이 적게 포함되어 있음을 의미한다. ETH Zurich의 연구원들은 다음과 같이 이야기 했다.
“우리가 제작한 가장 큰 세라믹포일의 넓이/두께 비율은 30,000에 이르는데 이는 도버해협을 연결하는 다리의 두께를 1미터로 만드는 것과 같은 것입니다.” 연구팀은 현재 세라믹포일을 좀 더 균일하게 만들기 위해 다양한 조건의 소결실험을 진행하고 있다고 한다. “더욱 평탄하고 얇은 세라믹포일의 개발이 눈앞에 있습니다.”
연구팀의 일원인 Ludwig Gauckler이 설명했다. “현재 우리 연구팀은 세라믹포일의 특성개선을 위한 실험 이외에도 테입캐스팅, 전기영동 증착법, 침지 코팅 등을 이용한 세라믹포일 제조방법을 연구하고 있으며 이러한 방식을 이용할 경우 지금까지와는 비교할 수 없을 정도의 대 면적 세라믹 포일을 만들 수 있을 것으로 생각합니다.” ACB

ETH Zurich가 공개한 세라믹 포일은 (a)투과성, (b) 색상의 간섭 (c) 플렉서블한
특성을 가질 수 있다.