최근 중국희토학회 등이 공동으로 “2018년도 중국 10대 희토 과기뉴스”를 발표했다(순서는 순위와 무관).
(1) 희토 단결정 광섬유의 mW급 중적외선 레이저 출력 달성
중국과학원 창춘(長春)응용화학연구소는 다년간 축적한 희토 결정 설계 및 성장 기술을 토대로 mW급 중적외선 레이저 출력을 달성했다. 해당 성과는 희토 결정 기초이론 연구 및 새 결정구조 설계부터 Micro-pulling down법 성장 기술 최적화, 단결정 광섬유 레이저 출력에 이르는 완전 혁신사슬을 구축했다. 이는 중국이 희토 자원 고부가가치 하위 응용 영역에서 거둔 또 하나의 독창적 성과이다.
(2) 전자빔 리소그래피로 중공코어쉘구조희토 상향변환나노결정 원위치 구축 달성
중국과학원 푸젠(福建)물질구조연구소 기능나노구조설계·조립중점실험실 천쉐위안(陳學元) 연구팀은 왕위안성(王元生) 연구팀과 공동으로 전자빔 조사를 통한 코어쉘구조희토 상향변환나노결정에서 동질 코팅 코어쉘구조 나노결정 내핵과 껍질의 계면부에 대량의 결정결함이 존재하며 해당 계면결함 농도는 심지어 내핵속 괴상(bulk phase)결함 농도보다 높음을 발견했다. 연구팀은 상기 계면결함 제어를 이용하고 전자빔 리소그래피를 도입해 최초로 탄소필름 기판에서 중공코어쉘구조희토 상향변환나노결정을 원위치 구축했다. 뿐만 아니라 해당 중공코어쉘구조 형성의 미시적 메커니즘을 규명했다. 상기 방법은 나노소자 응용 관련 특수기능나노결정 원위치 구축에 새로운 아이디어를 제공했다.
(3) 자원절약형 고성능 희토영구자석재료 관련 성과
2018년 10월 12일, 선바오건(沈保根) 원사가 담당한 국가중점기초연구발전계획(973계획) “자원절약형 고성능 희토영구자석재료 설계 및 제어가능한 제조” 프로젝트가 과기부 전문가팀의 검수에 통과했다. 동 프로젝트를 통해 거둔 높은 존재비 희토 영구자석재료의 고성능 및 내식성 연구 성과에 힘입어 중국의 세륨(또는 세륨 함유) 자성체 생산량은 프로젝트 추진전의 800t에서 30,000t 이상으로 향상되었는데 이는 희토 영구자석 총생산량의 5분의 1을 차지한다. 뿐만 아니라 최초로 La-Fe-B/Ce-Fe-B 삼성분계 및 Nd2Fe14B-RE2Fe14B의 2성분금속계의 상평형을 측정했고 또한 최초로 희토 RE-Fe기반 상평형과 열화학 실험데이터가 서로 일치한 열역학적 파라미터를 획득했다. 아울러 희토 RE-Fe-B 다중 구성요소 합금계의 상평형도(phase diagram) 열역학 데이터베이스를 구축했다. 해당 연구는 희토영구자석합금성분-조직구조-자기적특성의 구조활성상관관계를 연구하는데 중요한 열역학적 근거를 제공했다.
(4) 디젤자동차용 희토기반 SCR 촉매의 산업화 달성
2018년 1월, 바오터우(包頭)희토연구원과 허베이화터(華特)자동차부품유한회사가 공동으로 개발한 희토기반 SCR 촉매가 중국자동차기술연구센터의 대상시험을 통과했다. 해당 촉매는 완성차 PEMS 시험에서 유효 윈도우 통과율이 100%에 달해 디젤자동차용 희토 기반 탈질 촉매 분야 최고 수준에 도달했으며 국가표준 제5단계 배출요구를 초과한다. 2018년 9월말, 월생산규모 2.5~3t의 희토기반 SCR 촉매 분체합성 시험생산라인이 구축됐다. 국가표준이 제5단계에서 제6단계로 빠르게 바뀌는 과정에 특수 채널구조를 보유한 란탄, 세륨 등을 함유한 경희토 화합물 촉매를 합성함으로써 제6단계 촉매의 코팅공법을 성공적으로 파악했다. 해당 희토기반 SCR 촉매 성능은 국가 제6단계 배출표준의 요구를 완전히 충족시킨다.
(5) 희토 상향변환 나노재료 광자역학적 정밀제어 관련 성과
중국과학원 창춘광학정밀기계·물리연구소의 쿵샹구이(孔祥貴)/류샤오민(劉曉敏) 연구팀은 제어가능한 “이온 나노 구획적 도핑” 기술과 희토 이온 지연 들뜸 제어방법을 Monte Carlo 계산 시뮬레이션 방법과 결합시켜 세계 최초로 다중 나노시트 영역에서 광자에너지의 흡수, 이동, 전달 및 복합 등 동역학적 과정을 명확하게 논술했다. 또한 광자에너지의 1회성 신속한 순간이동, 임의적 이동 등 동적 이미지를 생동하게 그려냈다. 해당 연구는 광자역학적 과정에 대한 정밀제어를 달성함으로써 광자 상향변환 효율이 낮은 문제 해결의 방향을 명시했다.
(6) 희토 전자페이스트 응용 관련 성과
광둥장천(匞辰)전자과기유한회사는 기존 희토 전자페이스트 조제기술의 업그레이드를 통해 PTCR-희토 후막회로 제어 가능한 전열소자 특허제품을 개발했다. 해당 기술은 선후하여 중국의 발명특허와 미국, 일본, 유럽의 특허를 획득했다. 동 기술은 스마트칩 열원과 관련된 핵심기술이다. 주로 다중 품목의 높은 열전도계수 기판재료로 구성되며 전기적 열원 영역에 전문적으로 사용되며 열성능이 안정적이다. 세계적으로 해당 기술은 초기 연구개발 단계에 있다. 2018년에 모듈화 조립식 스마트 집열기 시스템을 성공적으로 개발했는데 해당 기술은 스마트 무가열탱크 전기보일러 계열에 응용된다. 동 기술은 가열이 빠르고 열효율이 높으며 에너지절약, 안전, 친환경적이고 부피가 작으며 설치가 간편한 등 장점이 있어 태양에너지, 풍력, 리튬이온전지, 스마트 가전제품, 공업, 자동차, 에너지, 전력, 국방 등 분야 그리고 다양한 대체에너지 분야에 광범위하게 응용할 수 있다.
(7) 초저자장 자기공명영상 관련 성과
중국과학원 초전도전자학탁월혁신센터/중국과학원 상하이마이크로시스템·정보기술연구소 정보기능재료국가중점실험실 둥후이(董慧) 연구팀과 독일율리히연구소 Krause 연구팀은 공동으로 초저자장 자기공명영상(ULF-MRI) 영상 중의 ±500Hz 대역 내 정격주파수 잡음 간섭을 85% 이상 억제해 무차폐 또는 간이차폐 ULF-MRI 영상 고유의 정격주파수 잡음 간섭 문제를 해결함으로써 저원가 이동식 MRI 시스템을 향해 한 발짝 다가섰다. 동 연구는 초민감 자기센서—초전도양자간섭기(SQUID)를 신호검사 탐침으로 하고 정격주파수 고조파 잡음의 공간 상관성에 기반하며 센서 하드웨어 구성 및 잡음제거 알고리즘 설계로부터 출발해 ULF-MRI 정격주파수 고조파 간섭 동적 억제방법을 제안했다. 해당 방법은 환경자기장에 대한 시스템의 요구를 낮추는데 도움이 되며 일상적 일반검사에 사용가능한 저원가 이동식 MRI시스템 후속연구에 기반을 마련했다. 뿐만 아니라 전통 코일검사식 지면 자기공명영상, 과분극 자기공명영상 등 영역에 잠재적 응용전망이 있다.
(8) 다자유도 다중화 다기능 고체상태 양자메모리 개발 성공
중국과학원 원사 겸 중국과학기술대학 교수인 궈광찬(郭光燦) 연구팀은 다자유도 병행 다중화(multiplexing) 고체상태 양자메모리를 개발해 세계 최초로 3개 자유도를 망라한 다중화 양자메모리를 구현했다. 또한 시간/주파수 자유도의 임의 광자 펄스 조작기능을 전시했다.
연구팀은 양자메모리의 다중화 기능을 더한층 향상시키기 위해 다자유도 병행 다중화 저장방안을 혁신적으로 도입했다. 즉 광자의 시간, 공간, 주파수 등 3개 자유도를 병행 다중화시켜 세계 최초로 3개 자유도를 망라한 다중화 양자메모리를 구현했다. 실험에서 2개 시간 모드, 2개 주파수 모드, 3개 공간 모드를 적용해 총 모드수를 2*2*3=12개에 도달시켰다. 상기 양자메모리 모드수를 늘리는 새 방법은 양자네트워크 및 양자 USB 메모리 연구에 중요한 응용가치가 있다. 뿐만 아니라 해당 양자메모리는 시간/주파수 자유도에서 임의적 펄스 조작이 가능함을 입증했다. 실험 결과 펄스 배열, 빔 분리, 주파수 분리 등을 포함한 모든 조작 과정에서 광자가 가진 3차원 공간 양자상태는 약 89%의 충실도를 유지했다. 동 메모리 장치는 Knill-Laflamme-Milburn형 양자컴퓨팅에 필요한 모든 조작을 실현할 수 있기에 선형 광학 양자컴퓨팅 등 분야에도 응용될 전망이다.
(9) 중국 첫 영구자석 직접구동형 전기기관차 출하
2018년 11월 1일, 중국이 완전 자체 지식재산권을 보유한 영구자석 직접구동형 대출력 교류전동식 전기기관차가 중처다퉁(中車大同)회사에서 공식 출하했다. 이는 중국이 최초로 영구자석 및 직접구동기술로 생산한 대출력 교류전동식 전기기관차이다. 동 기관차는 “쾌속여객전기기관차”와 “중형(Heavy Duty)전기기관차”에 이은 또 하나의 교류전기기관차이다. 기관차의 총 효율은 3%이상 향상되었고 시간당 200kW 전기를 절약할 수 있다. 또한 유지보수 비용이 저렴하고 친환경적이며 소음이 적은 등 장점이 있다. 아울러 전통 전동기어박스를 없애고 직접구동륜 휠셋 기술을 채택했는데 구조가 간단할 뿐만 아니라 기계에너지 손실을 효과적으로 감소시켰다. 구동계 부품 유지보수 주기는 무려 약 200만 km에 달해 사용자를 위해 대량 유지보수 비용을 절감했다. 한마디로 종합적 경제효익 면에서의 비교우위가 뚜렷하다.
(10) 등방성 내열 점결자분, 중국특허상 등 수상
2018년 유옌시투(有研稀土)가 개발한 등방성 내열 희토 점결자분 제조기술 및 제품이 제20차 중국특허 우수상, 제5차 베이징발명특허 2등상, 중국희토과학기술과기진보 2등상을 차례로 수상했다.
동 회사는 등방성 내열 희토 점결자분 제조 핵심기술을 개발해 기존 나노결정 점결자분에 존재하는 복잡 사용환경에서의 열안정성 문제를 해결함으로써 자분의 종합적 자기적 특성 및 열안정성을 동시에 향상시켰다. 동 회사는 현재 10여 종 고성능 등방성 희토 점결자분 품목을 성공적으로 개발했고 연간 1,000t 규모의 희토 점결자분 생산라인을 보유하고 있다.

정보출처 : http://www.cre.net/show.php?contentid=139054&tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg