미세포로 산소 농도 향상
복합 세라믹스 활용
西硏디바이스(大阪市 淀川區, 사장 西進)와 安齊管鐵(橫浜市 鶴見區)와 공동으로 복합 세라믹스를 이용한 포괄류체식 마이크로 버블 발생 시스템을 발매했다. 0.15메가-0.2메가펄스의 저압으로 활성산소를 공급하기 때문에 물속에 있는 생물의 알이나 물고기의 유생 등을 파괴하지 않는다. 가격은 약 100만 엔부터. 수질이나 토양정화에 관심이 많은 지자체나 환경기업용으로 판매한다. 시스템은 마이크로버블 발생장치와 활성탄소 발생기로 구성된다. 발생장치는 배관 내에 배치한 내기형(內氣型) 복합세라믹에 활성산소를 저압으로 보내어 직경 10나노미터의 고밀도 거품을 대량으로 발생시켜서 물속의 용존산소 농도를 높인다. 외형 치수는 사방 1000밀리미터부터. 활성산소 발생기에는 직류 펄스형 무성방전식을 채용하여 에너지의 효율화를 꾀했다. 외형치수는 사방 300밀리미터 정도.
마이크로버블화한 활성산소는 천천히 부상하는 가운데 물속에 녹아드는데, 미세포를 고밀도로 대량 발생하는 기술이 없어 용존산소 농도를 올리기가 어려웠다. 내강산성·알칼리성의 특징을 살려서 화학약품의 제조에도 응용할 생각. 일간공업

공기살균장치를 개발
병원균 가열로 불활성화
兵庫縣 중소기업가 동우회의 회원 유지에 의한 공동개발·수주 그룹 아도크神戶(神戶市 中央區, 회장 森合政輝)는 공기 중에 부유하는 병원균을 사멸시키는 「공기살멸장치 아도크R-3600」을 개발했다. 각종 바이러스 등의 불활성화에도 효과를 보이고 있어 병원이나 학교, 집회소 등 사람이 모이는 장소에서의 설치를 전망한다. 가격은 360만 엔. 대리점의 활용도 검토하고 있는데 올해에 10대의 판매를 목표로 하고 있다.
아도크R-3600의 사이즈는 폭 485밀리×깊이 585밀리×높이 1030밀리미터. 건조 살균 방식을 채용하여 받아들인 공기를 열교환기로 260℃까지 가열함으로써 균을 사멸시킨다. 처리능력은 매분 1입방미터. 멸균제 등 화학약품을 사용하지 않기 때문에 안전성이 높다. 기존의 공기청정기에서 필요했던 필터교환도 필요치 않다.
성능확인실험은 가장 사멸시키기 어렵다는 「고초균(枯草菌) 포자」를 사용하여, 神戶大學 대학원 보건학과가 실시했다. 100리터의 공기 중에 1000만 개의 균을 투입하고 이 장치로 처리한 결과, 장치에서 배출되는 공기 중의 잔존균 수는 제로가 되었다. 내구 실험에서도 실용화의 수준을 상회했다고 한다.
아도크神戶는 兵庫동우회의 회원이 모여서 99년에 발족. 공기사멸장치는 03년에 北斗電子工業, 森合精機, 奧谷金網製作所, 트윈테크, 藤製作所, 明花電業 등 6개 회사가 개발에 착수. 「시작품의 개발·개량을 반복하여 7년 만에 최종 제품이 완성되었다.」(森合회장)고 한다. 앞으로는 판매 루트의 개척에 주력하는 한편, 아도크神戶에서도 수주활동을 해 나갈 것이다. 주문 받으면 약 1개월 안에 납입이 가능. 일경산업

탄소는 못하는데 주석은 하는 반응
미국 화학자들이 주석에 기반한 아세틸렌(acetylene)의 유도체인distannyne이 에틸렌(ethene)과 반응하여 고리형 복합물을 만들 수 있다는 것을 발견했다 (S-H Hsu et al, J. Am. Chem. Soc., 2009, DOI: 10.1021/ja904747p). 그러한 반응은 보통 탄소에 기반한 분자들에서는 일어나지 않고, 14족의 다른 원소들에서는 비가역적이다. 그 반응의 가역성은 이 분자들이 새로운 종류의 촉매로 개발될 수도 있을 것이라는 것을 의미한다.
데이비스에 있는 캘리포니아대학교(University of California, Davis)의 Philip Power는 주기율표에서 탄소로부터 멀리 내려가게 되면, 반응에 사용될 수 있는 분자오비탈(molecular orbitals)의 성질이 상당히 변하게 된다고 설명했다. 화학식을 보면 두 개의 주석 원자들 사이에 삼중결합을 가진 distannyne은 아세틸렌과 매우 유사하게 보일 수도 있지만, 실제로는 그들의 결합은 매우 다르며, 이것이 왜 distannyne가 완벽하게 선형인 아세틸렌과 비교할 때 굽어있는지, 그리고 그들이 왜 그렇게 다르게 반응하는지를 설명해준다. 그 연구진이 그들의 distannyne 화합물들 중의 하나의 용액을 상온에서 1기압의 에틸렌에 놓아두었을 때, 1분 안에 새로운 복합물이 형성되었다. 두 개의 에틸렌 분자들이 각각의 distannyne 분자들에 추가되어, 각각 distannyne의 두 개의 주석 원자들과 추가된 에틸렌의 두 개의 탄소 원자들이 포함된 나비의 날개 모양을 한 두 개의 4각 고리를 가진 복합체를 만든다. 압력을 살짝 낮추면 에탄 분자들이 방출되고 distannyne이 재생된다.
Power는 그 반응의 가역성에 매우 놀랐었다고 시인했다. 그 반응이 일어나고 가역적이라는 바로 그 사실이 주기율표에서 그 족을 따라 내려갈 때의 차이점을 보여주는 큰 증거라고 그는 말했다. 대응하는 게르마늄(germanium) 복합체들이 섭씨 200도까지 안정적이라는 것이 알려진바 있지만, Power는 그러한 화합물들이 비교적 적게 만들어졌으며, 그래서 그 복합체 형성을 다소 쉽게 가역적으로 만들도록 분자들을 변형하는 것이 가능할지도 모른다고 지적했다.
미국의 메릴랜드대학교(University of Maryland)의 Larry Sita는 그 발견을 그14족 화합물들의 기초적인 화학의 일부를 재평가하도록 촉구하게 될 새로운 ‘표준 반응’으로 묘사했다. 유기화학의 법칙을 그 족의 더 무거운 원소들에까지 외삽하여 추정하는 것은 약간 무리가 있다-규소는 탄소와 유사하게 행동하는 것처럼 보이지만, 게르마늄과 주석의 경우 확신의 강도는 약해진다고 Sita는 말했다. 이것이 더 무거운 원소들을 위한 새로운 예측 규칙을 공식화하는 일을 시작하도록 도울 것이라고 Sita는 말했다. 에틸렌의 결합의 가역성은 Power에서 그 복합물이 촉매로서 유용할지도 모른다는 흥미로운 기대를 열어주었다. 에틸렌을 배위 결합시킨 다음 수소를 첨가하여 에탄을 생성시킬 수 있다면 수소화가 간단한 예가 될 수 있을 것이라고 그는 말했다. 이것은 아마도 에틸렌이 일종의 주석 혼성물과 반응하는 것을 필요로 할 것인데, Power는 그것이 가까운 미래에 가능해질 것이라고 생각했다. 그는 그들이 지금 이를 위해 연구하고 있다고 말했다. GTB

광촉매로 물처리
필터에 자외선 조사
宇部興産은 올해 광촉매를 사용한 수돗물의 처리사업에 참여했다. 광촉매가 되는 산화티탄을 물속에서도 사용할 수 있는 기술을 확립했다. 신기술을 바탕으로 독자의 정화장치를 개발, 올가을부터 지자체의 수도국 등과 실증실험을 시작했다. 염소 등의 약품을 사용하지 않고 바이러스와 세균을 제거할 수 있는 점을 피력해 나간다.
광촉매는 자외선을 화학반응 에너지로 사용하여 균 등을 분해한다. 빌딩의 외벽 등에 발라 두면 대기 중의 유해물질을 무해화 한다.
宇部興産의 기술에서는 규소 화합물과산화티탄의 원료를 섞어서 수지 상태로 만들어 실 모양으로 만든다. 또한 열을 가해서 직경 7~8마이크로미터의 세라믹 섬유로 만든다. 이들을 모아서 부직포 필터를 제작하고, 스테인리스 관 안쪽에 채워 정화장치로 했다. 통의 중심에 자외선 램프를 부착했다. 통에 들어간 물이 필터를 통과한다. 이때에 광촉매가 대장균이나 레지오넬라균 등을 무해화한다. 1시간의 처리능력은 240~800톤.
현재는 수지상태의 산화티탄을 벽 등의 기재에 발라서 사용하는 것이 일반적이지만 물에 담그면 잘 벗겨지는 문제가 있었다. 宇部興産의 광촉매 사업의 매상고는 약 2억 엔. 5년 후에는 10억 엔으로 늘리는 목표이다. 일간공업

물을 사용한 공기정화
주택용 장치 NOx 등도 제거
물처리 전문 대기업 오르가노는 내년 봄, 물을 이용하여 공기를 정화하는 장치를 발매한다. 장치 안에 흡인된 공기를 전기분해한 물과 접촉시킴으로써 필터 등으로는 제거하가기 어려운 질소산화물(NOx)등의 가스 상태의 물질도 제거할 수 있다. 필터 교환의 수고도 필요치 않아 관리도 용이. 개인주택용 공기정화장치로서 주택 메이커 등에 판매한다.
장치의 명칭은 「에어워셔」. 수돗물의 순환 펌프와 살수 노즐, 조습기구 등을 구성된다. 물을 전기 분해함으로써 차아염소산 등 살균작용이 있는 물질을 생성. 그 물 속에 가스 상태의 물질을 녹여 넣은 뒤에 폐기한다. 현재 주류인 여과재나 흡착재 필터를 사용한 방식에서는 제거가 어려웠던 NOx와 아세트알데히드, 담배 연기도 80% 이상의 비율로 제거할 수 있다.
가격은 20만-30만 엔 정도. 공기정화에 이용한 물은 순환·재이용하기 때문에 부착형 공기청정기라면 연간 1만 엔 미만인 필터 교환도 불필요하여 운용비용도 줄일 수 있다. 앞으로 바이러스 제거 능력에 대해서도 실증실험을 할 계획이다.
최근의 신규주택은 환기설비가 실내에 들어오는 외기로 인한 오염물질을 제거하기 위하여 필터형 공기청정화 장치가 도입되고 있다. 신제품을 이러한 장치의 대체물로 판매한다. 주택 메이커 이외에 공공시설이나 철도회사, 분연(分煙)스페이스 메이커 등에 대한 판매확대도 검토하고 있다. 일경산업