나노 기술  해외정보

본드 자석용 네오디뮴계 나노 복합 자석가루 개발, 성형도 용이
기기의 소형화에 공헌
자석가루와 수지를 섞은 본드 자석은 여러 가지 형상으로 가공할 수 있다. NEOMAX는 금속가루에 세계최강의 희토류 자석을 이용한 본드용 네오디뮴계 나노 복합자석가루 ‘SPR-AX’를 2000년에 개발했다. 당초는 보자력이 작았으나, 2003년에 하드디스크 구동장치(HDD)의 스핀들 모터 등에 사용할 수 있을 정도로 보자력을 높인 ‘SPRAX-Ⅱ’의 제품화에 성공해, 월간 수 톤 베이스로 양산을 시작했다.
조직은 20나노~50나노미터 사이즈의 네오디뮴상(相)을 철·볼론상이 감싸는 구조로 되어 있으며, 네오디뮴 70~80%, 철·보론이 20~30% 정도로 되어 있다.
철·보론상 그 자체는 보자력이 없다. 네오디뮴처럼 보자력이 높은 자석과 혼합하여 교환결합작용을 일으킴으로써 일체화한 자석으로 다시 태어난다. 이 자석가루의 특징은 내열성이 높고 내산성화도 우수하다는 점이다. 또 사출성형도 용이한 이외에 평평한 형상으로 만들어도 자력을 얻을 수 있기 때문에 기기의 소형화에 공헌할 수 있다. 전자기기의 경박단소(輕薄短小)의 흐름에 맞춰, HDD 이외에 디지털 카메라나 휴대전화와 같은 시장에도 전개할 수 있다.
용해한 금속을 급랭하는 공정에는 회전 롤 위에 흘려 넣는 ‘스트립 캐스팅 방식’을 채용, 고효율의 합금생산을 가능케 했다. 앞으로의 과제는 원가삭감과 더욱더 향상된 자기특성에 있다. ‘이제 갓 태어난 원료이므로 앞으로의 성장이 기대된다’며 현재는 씨뿌리기에 여념이 없다. (NK)

금나노입자의 접합기술 개발, 입자의 표면장력 변화로
名古屋工業大學의 野上正行 교수와 楊勇연구원의 연구팀은 금나노입자의 접합기술을 개발했다. 염화금산용액을 환원 처리하여 금나노입자를 합성할 때에 계면활성제를 혼합해서 입자의 표면장력을 변화시킴으로써 입자끼리 접합한다. 활성제의 농도에 따라 접합하는 수의 제어도 가능하다. 금나노입자를 광디스크에 응용할 수 있게 되면 광디스크의 처리능력 향상으로 이어질 가능성이 있다고 보고 있다.
직경 10나노~100나노미터의 금나노입자 단분자는 레이저광과의 공명파장의 피크가 530나노미터라고 한다. 따라서 신호처리용 레이저광과 입자의 광흡수율을 높이기 위해서 입자에 닿는 여기용 레이저광(펌프광)의 파장도 이 부근의 파장으로 한정되기 때문에 정보처리용량의 대형화는 어렵다. 공명파장을 확대시키면 정보처리용량도 커질 수 있기 때문에 접합입자를 개발하기로 했다.
금나노입자는 염화금산용액을 가열하여 환원반응을 일으킴으로써 합성한다. 입자 사이즈를 일정하게 하는 데에도 노하우가 필요하지만 그 기술은 이미 확립되었다. 이번에 개발한 기술은 염화금산용액에 비(非)이온계 계면활성제를 섞어서 입자의 표면장력을 변화시킴으로써 접합한다. 또 활성제의 농도에 따라서 접합하는 입자의 수를 제어할 수 있어서, 지금까지 최대 5개가 1열로 접합하는 기술을 확립했다.
접합한 입자는 접합부의 공명파장의 피크가 길어지기 때문에 입자의 공명파장의 피크도 2개의 접합으로 620나노미터, 3개의 결합으로 715나노미터와 같이 서서히 길어진다. 또 공명하는 범위 넓어진다고 한다.
금나노입자를 접합한 상태에서 유리기판에 적층화시키는데도 성공하여, 광컴퓨터 등 광디스크에 대한 응용이 기대되고 있다. 복수의 분자가 접합한 금나노입자를 이용하면 레이저광 파장의 선택지가 넓어지는데다가 다른 파장의 레이저를 동시에 쏠 수 있게 되어, 연선처리능력의 향상으로 이어진다.
앞으로는 입자 6개 이상의 접합기술 개발을 목표로 한다. 단, 공명파장의 피크가 어디까지 길어질지는 알 수 없기 때문에 그에 대한 확인도 병행해서 실시해 나갈 계획이다. (NK)