목재 탄화 시의 돌기물 나선 구조를 발견
전극재료 등 용도 다채로워

삼나무 등의 목재를 고온에서 탄화했을 때 생기는 돌기물 ‘원추형 탄소물질’이 원추형을 이음새 없이 이을 수 있는 나선 구조를 취한다는 것을 東京大學의 齊藤幸惠 조교, 宮崎縣 목재이용기술센터의 有馬孝禮 소장 등이 밝혀냈다. 또 이 물질에 자장을 가하면 자장에 대해 수직으로 늘어선다는 것도 알았다. 이 물질은 카본나노튜브(통상탄소분자, CNT)와 구조가 달라 원추와 원추 사이에 다른 원자나 분자를 넣거나 측면을 세공하기 쉬울 것으로 생각된다. 전극재료나 흡착재료 등 다양한 용도를 기대할 수 있을 듯하다.
삼나무, 종가시나무 등의 목재에는 많은 통상의 세포가 있는데, 고온에서 탄화하면 세포의 내벽에 돌기물이 생성된다. 이것이 원추형 탄소물질로서 길이는 최장 100마이크로미터 정도에 달하고, 굵기는 1마이크로~몇 마이크로미터이다.
실험은 300~400℃에서 예비탄화한 후, 아르곤 가스 속에서 2500℃ 부근에서 본격적으로 탄화시켰다. 관찰 결과, 원추의 뿔이 135~138도일 때 가장 성장이 잘 되었다. 또 어떤 종류의 원소를 더하면 보다 효율적으로 생성된다는 것도 확인했다.
이를 통해서 목재를 고온에서 탄화했을 때, 열분해된 가스가 세포 내에 축적되고, 이 가스와 세포 내에 있는 원소가 작용하여 원추형 탄소물질이 생성된다고 예측되고 있다.
앞으로는 만들어진 원추형 탄소물질의 정제기술 확립을 목표로 한다.
또 현재는 원래 목재의 1000분의 1정도 중량분이 가능하다고 보여지는데 보다 대량으로 생산할 수 있는 방법도 모색할 계획이다.            (NK)

핵자기공명의 감도 향상으로 핵스핀 편극기 개발, 광여기법 이용

물질·재료연구기구 강자장 연구센터의 後藤敦 주임연구원 등은 방향을 일정하게 한 핵스핀을 측정시료에 계면 전사하는 방법으로 핵자기공명(NMR)의 감도를 비약적으로 향상시키는 방법을 구축했다. 광여기법을 이용한 핵스핀 편력기의 플로토타입을 개발하여 시뮬레이션에서 나노폴러스 구조가 계면 전사에 가장 적합한 형상이라는 것을 밝혀냈다. 실현되면 최상의 현미경이라는 자기공면력현미경(MRFM)의 개발에도 공헌할 수 있을 것이라고 한다.
NMR은 고정도의 분석방법이지만 감도가 낮다는 것이 약점이다. 보통의 자장·온도 하에서는 핵스핀의 방향이 랜덤이어서 스핀 정보가 상쇄되어 감도를 높이려면 핵스핀의 방향을 일정하게 할 필요가 있다. 방향을 일정하게 하여 편극도를 높이는데 필요한 것인 원(圓) 편광에 의한 광여기법으로, 여기에 계면을 이용한 편극전사법을 조합시켰다.
플로토타입은 NMR분광기, 클라이오 스타트, 레이저, 프로브 등으로 구성되며, 저온·자장 하의 시료에 원편광여기광과 두 개의 고주파를 동시에 조사 가능. 여기 광의 도광(導光)에 편광면 보존광 화이버를 채용함으로써 측정자의 안전성을 확보하면서 효율적으로 조사할 수 있도록 한 것과 계면 전사를 실현하기 위해 여기광과 고주파를 조합시킨 프로브를 개발했다는 것이 특징이다. 화합물 반도체(인듐·인)로 실험한 결과, 광여기 효과로 인 핵의 편극도를 향상시켜, 인듐핵과의 사이에서 편극 전사에 성공했다. 이것은 반도체 내의 직접적인 전사로 신호강도가 2자릿수 증강했다는 것을 확인했다.
계면을 매개로 하는 간접적인 편극전사실험은 앞으로 해야 할 일이지만, 편극 상태로 만든 반도체에 측정시료를 접촉시킴으로써 방향이 일정한 핵스핀이 계면에서 시료 내부로 퍼져서 신호강도를 2~5자릿수 증강시킬 수 있으리라 보고 있다. 전사에 최적인 구조를 시뮬레이션한 결과, 반도체를 폴러스 상(狀)으로 하고, 그 사이에 시료를 넣으면 반도체 안의 스핀 편극도의 80%까지를 전사할 수 있다는 것도 알았다.
NMR을 고감도화하는 방법이 미국과 유럽을 중심으로 모색되고 있는데, 그 대표적인 것은 MRFM이다. 원자간력 현미경과 NMR을 조합시킨 장치로 ‘최근에는 전자스핀을 검출할 수 있게 되었다는 보고가 있는데, 핵스핀 편극기를 도입하면 더욱 감도를 높일 수 있어, 나노재료의 유력한 분석 툴이 될 것’(後藤주임연구원)이라고 한다.
              (NK)

탄소섬유 전기분해로 팽창화 성공, 캐퍼시터의 대용량 축전에 길
종래의 백업용 전원으로서만이 아니라 파워계 전원이라는 실용화를 위한 연구가 진행되고 있는 캐퍼시터. 이 캐퍼시터는 앞으로 하이브리드 자동차의 탑재도 기대되는데, 축전능력이 낮다는 것이 장애이다. 大分대학 공학부의 豊田昌宏 교수는 팽창화 탄소섬유를 캐퍼시터의 전극에 이용함으로써 대용량 축전을 가능케 하는 캐퍼시터의 연구에 몰입해 있다.
팽창화 탄소섬유란 한 줄의 직경이 나노사이즈인 섬유가 다발을 이룬 재료이다. 미세한 구멍도 있어 카본나노튜브(CNT)와 비슷한 기능을 갖는다. 단, CNT보다 저가로 양산이 가능하여 캐퍼시터의 전극 이외에도 폭넓은 용도를 생각할 수 있다고 한다.
탄소섬유는 탄소와 흑연이 층을 형성하고 있는 섬유이다. 팽창화 탄소섬유란 이 탄소섬유가 팽창하여 끝이 가늘게 갈라진 상태의 것을 말한다. 천연 흑연만이라면 산을 침투시켜서 열처리하면 팽창한다는 것이 확인되었다. 그러나 탄소섬유는 강산에 담가도 팽창하지 않는다. 그러므로 豊田교수는 온도차 전지에 탄소섬유가 사용되었다는 것을 참고로 하여 전기분해에 의해 탄소섬유를 팽창시키는데 성공했다. 이 기술은 특허취득이 끝났다.
전기분해법은 우선, 탄소섬유의 끝을 백금판 사이에 끼우고, 한쪽 끝은 산전해질 속에 침투시킨다. 이 탄소섬유를 양극으로 하고, 음극에 백금판, 참조전극에는 염화칼륨 용액으로 포화된 은염화은 전원을 사용한다. 전기분해에 의해 탄소섬유의 층간에 화합물이 생성된다. 이것을 로내 온도 1000℃의 관상로(管狀爐)에 넣어서 급속가열하면 섬유의 축을 따라서 균열이 발생한다. 탄소섬유는 얇은 필라멘트 상의 미소섬유의 다발이 되었다. 열처리한 섬유의 직경은 열처리 전과 비교해서 약 10배나 팽창했다.
팽창화하여 미소섬유가 된 탄소섬유를 전자현미경으로 보니 섬유 한 줄의 직경은 나노레벨까지 가늘어졌다. 적당하게 가는 육각형의 구멍이 격자모양으로 형성되어 있어 ‘카본나노튜브와 경합할 수 있을 만한 새 기능성 재료로 기대할 수 있을 것’(豊田교수)이라고 한다.
豊田교수가 특히 기대하고 있던 것이 전기 2중층 캐펴시터의 전극으로서의 활용이다. 일반적인 2차 전지는 화학반응으로 축전하지만, 캐퍼시터는 전기를 전자 그대로 축전한다. 차세대 축전장치로 기대되어 전기 메이커 등도 개발에 힘을 쏟고 있다. 단 캐퍼시터는 대용량의 전기를 모으기가 어려워 지금은 컴퓨터의 백업 전원 등에 사용되고 있는데 지나지 않는다.
캐퍼시터의 전극은 활성탄이나 활성탄소섬유가 사용되고 있다. 축전량의 대용량화에는 활성탄이나 활성탄소섬유의 표면적을 크게 할 필요가 있다. 그러나 그것도 한계에 다가와 있기 때문에 비약적인 성과는 바라기 어렵다. 그러므로 豊田교수는 전극에 팽창화 탄소섬유를 사용하여 캐퍼시터의 대용량화 실현을 목적으로 하고 있다.
팽창화 탄소섬유를 작용극으로 하고, 대극에 백금판을 사용한 3극 셀로 실험한 결과, 1몰/입방데시미터의 황산전해질 속에서 팽창화 탄소섬유의 전기2중층 용량은 300평방미터/그램으로 작은 비표면적이지만 160패러드/그램에 달했다. 활성화탄소로 100패러드/그램 이상의 용량을 얻으려면 약 1000평방미터/그램의 비표면적이 필요하게 된다. 이에 대해 팽창화 탄소섬유는 3분의1 이하인 300평방미터/그램이면 가능하다는 실험결과를 얻었다.
현재 豊田교수는 기업과 공동으로 실용화를 위한 연구를 하고 있다. 캐퍼시터의 성능이 향상되면 ‘하이브리드 자동차에 탑재할 수 있게 된다’고 豊田교수는 말하고 있다. 그 경우 크기는 현재 토요타 자동차 프리우스에 탑재되어 있는 니켈 수소 배터리의 반 정도가 된다고 한다.
그런데 필드 에미션 디스플레이(FED)의 전극재료에는 CNT가 사용되고 있다. 이것도 팽창화 탄소섬유로 대용이 가능하다고 한다. 豊田교수는 CNT에 대해서 ‘용도가 다양하여 앞으로 모든 면에서 이용이 전개될 재료’라고 높게 평가한다. 그러나 팽창화 탄소섬유는 ‘CNT보다 싼값에 생산할 수 있는 데다 특징적이며 재미있는 재료’라고 한다. 이에 캐퍼시터의 전극으로 실용화를 서두르고 있으며,용도를 확대하기 위한 연구에도 박차를 가하고 있다.                   (NK)

공작기계용 정밀 베어링 개발, 고속으로 발열제어
日本精工은 공작기계의 주축 스핀들용 정밀 베어링 ‘複列圓筒롤러베어링 NN-Z시리즈’를 발매했다. 종래의 원통 롤러베어링에 비해서 그리스 윤활에 의한 발열을 반으로 줄여 고속회전을 실현했다. 가격은 종래제품과 같은 정도로 설정하여 매분 1만~1만4000회전하는 스핀들의 채용을 촉구한다. 올해 10억 엔의 매상을 목표로 한다.
모터 빌트인이라고 불리는 모터 일체형 스핀들용으로 개발했다. 여러 줄(複列)의 원통 롤러를 갈지자(之) 모양으로 배치하여 롤러끼리의 공간이 커져서 모터의 회전에 의한 발열을 피하기 쉽게 했다. 또 보전기로 강성이 높은 독자 개발한 수지를 채용하여 축의 진동을 억제했다. 그리스가 들어갈 공간도 넓어져 그리스 열화에 따른 탄 자국 때문에 생기는 수명의 단축 문제를 해결할 수 있다.                (NK)

액체 속의 아크 방전으로 카본나노월 생성 성공

에이알브이(愛知縣 新城市, 사장 夏目伸一)는 연료전지나 전계방출 디스플레이의 전극에 대한 응용이 기대되고 있는 카본나노월을 알코올과 순수(純水) 속의 아크 방전으로 생성하는데 성공했다. 카본나노월은 화학기상성장(CVD)법과 기체 속에서의 아크방전에서의 생성기술은 확립되어 있으나 액체 속에서의 아크방전에 의한 생성은 드물다고 한다.
카본나노월은 벽 모양의 카본나노 물질이 적층된 것이다. 이 회사가 개발한 방법으로는 순수 속에서 1변이 100나노~500나노미터, 알코올 속에서 동 500나노~1마이크로미터의 벽을 크기에 상관없이 8시간 만에 2그램이 생성할 수 있다고 한다.
이 회사는 원래 기반물질이 필요한 CVD에 있어서 불필요한 아크방전을 사용하여 튜브 모양의 카본나노 물질이 몇 겹이나 겹쳐진 다층 카본나노튜브(CNT)의 양산기술의 개발을 진행 중이었다.
기체 속보다 액체 속이 순도가 높은 물질을 빨리 생성할 수 있지 않을까 하는 착상에서 아크 방전을 대기가 아닌 알코올 속으로 변환한 결과, 카보나노월이 생성된다는 것을 발견했다.
알코올로 변환한 당초 직경 50나노~100나노미터의 공으로서, 연료전지의 전극재료로 유망한 카본나노 벌룬의 생성을 확인. 이어서 전류를 교류에서 직류로 바꾼 결과, 카본나노월이 생성되었다.
이 회사에서는 이 방법으로 생성한 카본나노월의 샘플을 출하했다. 가격은 1그램에 5만 엔이다. 앞으로는 생성장치도 판매할 계획이다. 연료전지나 전기자동차의 캐퍼시터(보조전원)의 내부 재료, 수지의 강도와 도전성을 높이기 위한 기능보강재로서 공급을 전망할 수 있으리라 보고 있다.   (NK)

질화갈륨 템플레이트 기판 화학 에칭으로 싼값에 공급
東北대학 학제과학국제고등연구센터의 八百隆文 교수와 동 대학 금속재료연구소의 최명완 조교수 연구팀은 케미털 리프트오프 프로세스(화학에칭)로 평평한 표면과 이면을 가진 고휘도·고출력 청색-자외발광다이오드(LED)용 질화갈륨(GaN)템플레이트 기판의 개발에 성공했다. LED출력의 향상과 공정의 대폭적인 원가절감으로 싼값에 고휘도의 LED제공에 길을 열었다.
케미컬 리프트오프를 가능케 한 것은 사파이어 기판 위에 질화갈륨을 성장할 때 우선 금속 버퍼층을 퇴적시키고 그 위에 질화갈륨을 성장시키는 기술개발이 포인트이다. 화학용액에 담그는 화학에칭에 의해 금속 버퍼층을 제거함으로써 잘화갈륨막(질화갈륨 템플레이트)을 사파이어 기판에서 분리시킨다.
이 기술로 미리 LED나 트랜지스터 등 질화갈륨계 디바이스 구조를 가진 질화갈륨 템플레이트를 사파이어 기판 위에 만들어 두면 그 디바이스 구조를 사파이어 기판에서 분리시킬 수 있기 때문에 종래의 기술에서는 어려웠던 새로운 구조의 디바이스가 가능해지고 디바이스 제작공정도 대폭 감소한다.                            (NK)

100% 세라믹제 버튼형 IC텍 발매
KRD코포레이션(神奈川縣 座間市, 사장 小松弘英)은 100% 세라믹스제의 버튼형 재활용 IC텍(전자 꼬리표)을 발매했다. 2000빅커스의 경도로 직경이 18밀리이다. 가격은 360엔으로 클리닝 업계용 등으로 첫해 매상 5억 엔을 전망하다.
100% 세라믹스제라는 것이 특징. 독자의 접합과 연마기술로 IC텍을 봉입하여 내구성을 높였다. 레이저 마킹을 표면에 가공함으로써 만일의 경우에 복구를 가능하게 했다. 안테나 부분을 연구함으로써 버튼 모양의 구멍을 실현했다. 양면테이프 등으로 대상물에 접착하는 외에 끈으로 달거나 나사 등으로 고정할 수도 있다.
세라믹스는 무기물이기 때문에 세균 등이 번식하지 않고, 수지 등에 비해 내약품성이 우수하여 환경부하가 적다. 이 회사에서는 200℃의 고온에서 6시간 견딜 수 있으며, 기름이나 충격 등에도 강하다는 점에서 금형 관리나 사우나에서의 인식표 등에 대한 이용도 상정한다. 반복적인 이용으로 IC텍의 이용가격을 대폭 삭감할 수 있도록 했다.                   (NK)

실리카 원료의 무기방창 도료
모재 기공에 침투하여 경화
데이크재팬(大阪府 堺市, 사장 坂口充弘)은 실리카(이산화규소)를 주원료로 한 무기방창도료 ‘무키크린’의 개발에 성공했다. 강판 등 모재의 기공(미세공)에 침투하여 경화하기 때문에 표면경도가 높아 잘 박리되지 않는다고 한다. 양산체제를 정비하여 곧 수주활동을 시작한다. 표준가격은 1킬로그램 당 4000엔 정도로 설정했다.
무키크린에는 석유계 유기용제 대신에 알코올을 이용한다.
도막 박리의 원인 가운데 하나로는 기공 안에 침투한 유기용제가 휘발하여 기공 안에 공기와 소금물, 산성비 등이 스며든다는 것을 들 수 있다.
이에 대해 이번에 개발한 이 도료는 실리카의 미립자가 기공 안에 머물러 알코올의 수화반응으로 경화하기 때문에 기공이 다시 공동(空洞)이 되는 일은 없다. 기공을 메우는 봉공(封孔)도료로 특허출원 중이다(상표등록완료).
아연·알루미늄 합금을 용사한 교량용 등의 철강재에 특히 유효하다. 일본도장검사협회의 검사에 따르면 소금물 분무 테스트에서 1만 시간 이상, 촉진내후 테스트에서 2000시간 이상, 내산성 테스트(5%의 황산에 담금)에서 30일 이상을 완료했다고 한다. 또 도막표면은 연필경도로 8H(종래 도료는 최대 2H 정도라고 한다)를 기록했다.
이 회사는 교량, 도로, 배선 내부용 등을 중심으로 보급을 꾀할 방침으로, 철강재 이외에 목재에도 효과를 나타내어 ‘새집증후군 대책에도 사용할 수 있을 것’(坂口사장)이라고 보고 있다.
                      (NK)

초발수 플라스틱 막 개발, 열·유기용매에도 견뎌
北海道대학 전자과학연구소 나노테크놀로지 연구센터의 井薰 교수 등은 내열플라스틱 막을 개발했다. 막 표면의 요철을 ‘프랙탈 구조’라고 하는 특수한 형상으로 가공함으로써 발수성능을 높였다. 더 개량해 나가면 뜨거운 물을 뿌려서 닦아내는 청소가 쉬워지는 조리대와 쌓인 눈을 치우기 힘든 도로신호기 등에 폭넓게 응용할 수 있으리라 보고 있다.
막의 재료는 열이나 유기용매에 강한 ‘폴리알킬피롤’이라고 하는 고분자이다. 막 제작 시의 반응시간 등을 연구하여 표면에 요철을 마련했다.
요철은 프랙탈 구조라고 하는 형상으로, 확대해도 같은 모양의 요철이 계속해서 보인다. 요철의 깊이와 높이는 큰 것의 경우도 30마이크로미터인데, 이 요철의 표면은 다시 같은 모양을 한 작은 요철이 있다. 작은 요철 표면에도 더 작은 같은 모양의 요철을 볼 수 있다.
이 구조에서는 장력(張力)이 강하게 작용하므로 물을 튕겨낸다. 표면에 붙은 물방울이 막과 접하는 각도는 154도로, 물방울이 튕겨서 방울이 되는 ‘초발수성’의 조건이 되는 150을 상회했다.
섭씨 80도의 고온에 6시간 두어도 발수기능은 저하되지 않았다. 에탄올 등의 유기용매나 기름이 충분히 담그는 실험에도 성능은 변하지 않았다.
이 막을 부엌의 조리대 표면에 코팅하면 뜨거운 물을 흘려도 잘 퍼지지 않으므로 닦아내는 청소가 쉬워진다. 도로의 신호등에 응용하면 눈이 미끄러져 내려서 쌓이지 않는다고 한다. 또한 개량을 더 하여 옥외 내구성 실험 등을 실시할 것이다.
금속표면에 불소나 실리콘을 코팅하여 발수성을 갖게 하는 방법도 있는데 플라스틱 막 쪽이 적은 비용에 코팅이 가능할 것이라고 한다.
         (일경산업)

효소 고정 나노입자 개발, 높은 내열성으로 활성 유지
筑波大學의 長崎幸夫 교수, 小山工業高等專門學校의 飯島道弘 조교 등은 효소를 고정하는 나노입자를 개발했다. 금 입자 주변에 효소를 고정하여 폴리에틸렌글리콜도 부착한 구조로 내열성이 높고 효소의 활성을 유지하는 등의 특징이 있다. 암조직 등 국부에서 약을 발생시키는 프로드러그의 기반재료로 응용을 전망하고 있다.
개발한 나노입자는 수용액 속에서 만들며 직경 15나노~20나노미터이고, 효소로는 리파제를 사용했다. 70℃의 물 속에 10분간 넣는 실험을 해서 효소만으로 존재할 경우와 비교했다. 5회 반복한 결과 효소만의 경우에는 활성이 약 80% 떨어졌으나 이 나노입자의 경우는 약 10%만이 활성을 잃었다.
효소 자체는 항원성이 있으며 체내에서 분해되기 쉽고 또 회수가 어렵다. 개발한 나노입자는 체내에서 안정적으로 존재할 수 있으며 의도하지 않은 부분에는 마음대로 흡착하지 않는다. 폴리에틸렌글리콜의 끝에 당 등을 붙여서 암조직 등을 겨냥하여 효소를 송달할 수 있다. 입자이므로 회수도 가능하다.
프로드러그는 약의 전구체를 암 조직 등의 국부에서 약으로 바뀌기 때문에 약의 독성을 억제하면서 효과를 높일 수 있다.
이 입자로 국부에 효소를 집적시켜서 약의 전구체와 반응시키면 효소를 이용한 안전한 프로드러그를 기대할 수 있다고 한다.                    (NK)

다층카본나노튜브 첨가, 방전가공이 가능한 도전성 세라믹 개발
大阪대학 산업과학연구소의 關野徹 조교수 등은 도전성 세라믹스를 개발했다. 소재인 지르코니아에 다층 카본나노튜브(CNT)를 첨가했다. 다층 CNT를 체적비 3~6% 첨가하면 도전성을 얻을 수 있어 방전가공이 가능하다. 따라서 미세가공이 가능해지고 가공시간도 단축된다. 대전방지 효과도 있어 반도체 제조공정에서 사용하는 웨하 트레이 등 장치재료에 응용할 수 있는 기술로서 기대할 수 있을 것 같다.
지르코니아는 내마모성, 내식성, 인성이 우수하다. 지르코니아 분말에 도전경로가 되는 다층 CNT와 계면활성제를 넣어서 초음파 철·지르코니아와 다층 CNT를 잘 섞은 결과, 도전성을 가지며 방전가공이 가능한 세라믹스 제작에 성공했다.
다층 CNT를 지르코니아에 체적비로 약 0.7% 첨가하면, 전기저항이 급격하게 저하한다는 특징을 활용했다. 이번에 사용한 것은 시판제품으로 직경 10나노~30나노미터, 길이는 300나노-몇 마이크로미터이다. 일반 세라믹스 제작과 같은 방법으로 건조, 소결하여 생산할 수 있다.
강도는 지르코니아만일 때 약 1.5기가파스칼이다. 방전가공이 가능한 도전성을 확보하기 위해 다층 CNT를 첨가하면 실용적으로는 문제가 없지만 강도는 800메가~900메가파스칼로 저하된다. 따라서 지르코니아에 다층 CNT(중량비 1%)이외에 탄화실리콘 나노입자(체적비 5%)를 더한 결과, 강도를 921메가~971메가파스칼로 향상할 수 있었다.
방전가공은 미세가공에 불가결한 기술이다. 단 세라믹스는 도전성이 없어 방전가공이 불가능하다. 세라믹스에 도전성 미크로 입자를 첨가하는 방법도 있지만 그 경우는 체적비 30%로 다량 첨가할 필요가 있다. 또 역학적 성질이 저하되거나 첨가한 입자가 박리되어 불순물이 용출하는 등의 문제가 있었다.                         (NK)

카본나노혼 약물 송달의 운반체로 사용하는 기초실험 성공
과학기술진흥기구(JST)의 村上達也 박사 연구원(암연구회 암연구소 연구원), 飯島澄男 팀리더(名城대학 교수)등은 탄소 신소재 카본나노혼(CNH)을 약물 송달 시스템(DDS)의 캐리어(운반체)로 사용하는 기초실험에 최초로 성공했다. 항염증 약인 덱사메타존(DEX)을 CNH에 흡착시키는 실험을 한 것으로, 약의 서방(徐放)특성과 방출 후의 약효유지를 확인했다. DDS의 캐리어에는 여러 가지 종류가 있는데 이번 성과를 계기로 CNH를 사용한 연구개발도 가속될 듯하다.
실험에서는 우선 물과 에탄올의 비율이 1대 1인 혼합용제를 사용하여 실온의 액상 속에서 DEX를 CNH에 흡착시켰다. 사용한 CNH는 직경 80나노~100나노미터이다. 친화성이 높기 때문에 DEX가 CNH에 흡착된다.
CNH는 산화하면 통 부분의 끝이나 측면에 구멍이 뚫린다. 실험에서 구멍이 뚫리지 않는 CNH와 흡착량의 차이를 비교한 결과, 구멍이 뚫린 CNH쪽이 DEX 흡착량이 6배 많았다. 이 경우, CNH 1그램 당 200밀리그램의 DEX가 흡착한 것이 된다. 또 CNH에 흡착한 DEX는 2주일 동안 흡착량의 50% 밖에 방출되지 않았다. DEX의 경우는 서방특성이 있다는 것을 알았다.
DEX는 시험관 속에서 골형성촉진작용이 있다. CNH로부터 방출된 DEX를 사용하여 실험한 결과, 이 작용이 보여 방출 후에도 약효를 유지하고 있다는 것을 확인했다.
CNH는 생체에 대한 독성이 적다고 한다. 또 구조 상, 표면적이 커서 약을 다량으로 담을 수 있다. 금속촉매를 사용하지 않고 고순도의 CNH를 만들 수 있으며 크기도 일정하게 만들기 쉽다는 이점이 있다. CNH에 항암제 등을 흡착시킨 DDS의 실현을 목적으로 하고 있다. 이번 성과를 바탕으로 앞으로는 동물실험에 들어간다.        (NK)

석탄재를 유효하게 이용 인공 제올라이트 개발
유해물질이나 냄새 제거
中部電力은 석탄화력발전소에서 배출하는 석탄재를 유효하게 이용할 방법을 찾던 가운데, 탈취제 등의 고부가가치 제품으로 연결할 수 있는 인공 제올라이트를 개발했다. 이 물질은 다공질 결정체로 구멍의 직경이 결정 전체적으로 5나노~8나노미터, 분자 레벨에서는 0.2나노~0.3나노미터로 작다. 2004년 10월에 碧南火力發電所(愛知縣 碧南市) 내에 생산능력 3000톤의 플랜트를 가동하여 ‘시큐러스’를 발매했다.
이 발전소는 출력 410만 킬로와트로, 석탄 화력으로서는 세계 최대급이다. 연간 98만 톤의 석탄재를 배출하며 주로 시멘트 원료로서 재이용되고 있는데, 재이용률은 약 80%, 완전 재이용과 고부가가치화를 목적으로 인공 제올라이트의 개발에 들어갔다.
인공 제올라이트는 석탄재에 수산화나트륨을 혼합하고 증기로 가온, 가압시간 등의 조건이 노하우가 된다. 특히 석탄의 산지에 따라서 주성분인 이산화규소와 산화알루미늄의 비율이 크게 달라지므로 어떤 경우에나 품질을 일정화하는 조건이 필요하다. 이것이 최대 난관으로 ‘개발에 3년이나 걸렸다」(依田眞 신규사업부 환경·에너지그룹 과장)고 한다.
나노사이즈의 다공질 구조이기 때문에 흡착능력이 커서 유해물질이나 냄새의 제거가 가능하다. 또 이온교화기능도 높아서 산성을 중화하는 토양개량제 등에 활용할 수 있다. 실험단계의 용도개발이 많은 가운데, 이끼, 초류가 자라는 호안 블록이나 집진탈취기용으로는 본격적으로 채용하게 되었다. 종이의 원재료에 혼합하여 탈취기능을 가진 캘린더나 광고용지로서 상품화할 계획도 있어 수요창출에 힘을 쏟고 있다.                   (NK)