Yano E plus 2023년 11월호(NO.188)(일본어판)

≪차세대 시장 트렌드≫

차세대 유기 디바이스(6) ~유기 나노머신~(3~32페이지)

~유기 나노머신은 유기물을 이용하여 빌트업에 적합한

　DDS와 나노농업 등의 전개가 기대된다~

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1. 나노머신/유기 나노머신이란

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2. 유기 나노머신 응용분야

2-1. 나노약물전달시스템(나노DDS)

2-2. 나노식품

2-3. 나노농업

(1) 정밀농업

(2) 고성능 배달시스템

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3. 유기 나노머신 시장규모

그림·표1. 유기농 나노머신의 일본 국내 및 세계 시장규모 예측(금액: 2025-2045년 예측)

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4. 유기 나노머신과 관련된 기업·연구기관의 대응

4-1. 국립대학법인 오사카대학

(1) 구조생명과학을 위한 저온전자현미경의 발전

①저온전자현미경이란

그림1. 오사카대학의 저온전자현미경 관련 설비

②저온전자현미경의 장점

③저온전자현미경에 관한 독특한 연구

그림2. 저온전자현미경 이미지에서 노이즈를 취소하고 재구성하는 과정

그림3. 빔경사와 이미지 시프트에 의한 멀티홀/멀티샷 촬영 모식도

(2) 고해상도·고처리량의 저온전자현미경 화상분석 사례

~저온전자현미경으로 세균 편모 모터의 회전력을 전달하는 분자 메커니즘 규명~

그림4. 저온전자현미경에 의해 밝혀진 구부러진 후크의 입체상과 원자모델의 정면(왼쪽) 및 단면(오른쪽)

그림5. 세균에서 난 편모(왼쪽 위)와 그 뿌리의 모식도(오른쪽 위) 및

후크의 3층 구조모델(왼쪽 아래)과 편모 모터에 연결된 후크의 원자모델(오른쪽 아래)

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4-2. 국립대학법인 간사이대학

그림6. DNA Origami로 구축되는 멀티스케일 구조체

(1) 매크로스케일 구조체=하이드로겔

그림7. 체액으로 순식간에 겔화하는 구아닌 4중 사슬 겔

(2) 마이크로스케일 구조체=분자인공근육

그림8. DNA Origami+모터단백질=분자인공근육

(3) 메조스케일 구조체=단백질 1분자를 따서 닫는 DNA 펜치

그림9. 단백질 1분자를 따서 닫는 DNA 펜치 합성

(4) 나노스케일 구조체=고분자 매듭과 목걸이

그림10. 모노뉴클레오티드로 캡한 CyD-로타키산

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4-3. 국립대학법인 도쿄대학

(1) 다양한 구조를 가진 고분자 집합체

그림11. 다양한 구조를 가진 고분자 집합체

(2) PIC형 베시클(PICsome)을 이용한 생체 이미징

그림12. PIC형 베시클(PICsome)(위)과 그것을 이용한 마우스 종양 조영 이미징 사례(아래)

(3) 뇌내 전달을 가능하게 하는 고분자 미셀

①혈액 뇌관문 통과형 고분자 미셀

그림13. BBB 통과형 고분자 미셀(왼쪽 위), 고분자 미셀이 BBB를 통과하는 모식도(오른쪽 위),

고분자 미셀의 뇌 집적량(왼쪽 아래), 마우스 뇌절편 형광면역염색상(오른쪽 아래)

②핵산 의약품을 뇌내 전달하는 고분자 미셀

그림14. 핵산 의약품을 넣은 고분자 미셀(위), 핵산의 뇌 집적량(왼쪽 아래),

뇌 부위별 기능 평가(오른쪽 아래)]

③항체 의약품을 뇌내 전달하는 고분자 미셀

그림15. 항체의약을 넣은 고분자 미셀(위), 항체의약을 뇌내 전달하는 고분자 미셀의 효과(아래)

(4) '뇌내 분자 탐사'를 실현하는 나노머신 개발

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4-4. 공익재단법인 가와사키시산업진흥재단 나노의료이노베이션센터(iCONM)

(1) iCONM 개요

그림16. iCONM의 활동과 전개

(2) iCONM에서 실시되고 있는 연구의 개요

그림17. iCONM에서 실시되고 있는 연구의 개요

그림18. 나노 DDS

그림19. 고분자 나노미셀(스마트 나노머신®)

(3) iCONM의 최근 연구사례

①악성 뇌종양 중 특이적으로 활성화되어 부작용 없이 치료하는 면역 체크포인트 저해 항체 개발 성공

그림20. 수식 항체의 뇌종양 치료 효과

②유전자 치료의 효율을 안전하고 대폭 높이는 간내 모세혈관 코팅제 개발

~간류동 유전자 치료제 클리어런스 제어~

그림21. 간류동벽 표면을 선택적이고 일과성으로 덮는 물질을 개발하여 유전자 치료제의 클리어런스 제어

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4-5. 주식회사 분자로봇종합연구소

그림22. 튜브린 2량체의 가상 분자

그림23. VR 지연 문제 해소

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5. 유기농 나노머신의 장래 전망

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2023 자동차 소프트웨어 동향(4)(33~47페이지)

~소프트웨어 개발 기업들은 자동차 분야의 강화를 가속화~

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1. 전호·전전호 정리

2. 기업들의 자동차 소프트웨어 개발

2-1. 공급업체(이어서)

(1) 파나소닉 그룹

①파나소닉오토모티브시스템즈 주식회사

②파나소닉ITS주식회사

③파나소닉어드밴스트테크놀로지 주식회사

(2)미쓰비시전기 그룹

①미쓰비시전기소프트웨어 주식회사

(3)히타치제작소 그룹

①히타치Astemo 주식회사

②주식회사 히타치솔루션즈

(4) 보쉬 그룹

①보쉬엔지니어링 주식회사

②이타스 주식회사

(5)콘티넨탈 그룹

①콘티넨탈오토모티브 주식회사

②일렉트로비트일본 주식회사

(6)도요타통상 그룹

①주식회사 넥스티일렉트로닉스

②주식회사 액스

③통합테크놀로지 주식회사

④주식회사 솔크시스

⑤주식회사 미래기술연구소

⑥도카이소프트 주식회사

⑦스마트홀딩스주식회사

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≪차세대 전지 시리즈≫

차세대 전지 시리즈(2) Li-S 전지 동향(48~73페이지)

~'경량 특성'에 강점, 사이클 수명의 진전으로 장기적인 시장 창출을 위해 전진~

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1. 들어가며

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2. Li-S 전지 개요

2-1. Li-S 전지란

그림1. Li-S 전지의 원리

2-2. 유황계 양극재 용량은 현재 LiB 양극재를 능가

표1. 유황과 현재 LiB의 주요 양극재 이론용량·전압

그림2. 리튬황전지의 중량에너지밀도 잠재력

2-3. Li-S 전지의 전극 반응과 개선 과제

표2. Li-S 전지의 개선 과제

2-4. 국내외 Li-S 전지 연구개발 동향

그림3. VS4(금속다황화물) 양극의 8Ah급 셀(왼쪽)과 그 충방전 곡선

그림4. ALCA-SPRING이 제시하는 리튬유황전지 개발 콘셉트

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3. Li-S 전지 시장 전망

그림·표3. Li-S 전지의 초기 세계 시장 전망(금액: 2022-2030년 예측)

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4. 관련 기업·연구기관 대응

4-1. 주식회사 ADEKA

그림5. SPAN 합성 스킴

그림6. (왼쪽) SPAN 양극과 현재 양극재의 충방전 곡선,

(오른쪽) SPAN 양극과 Li 금속 음극을 이용한 코인셀에서의 사이클 특성 비교

4-2. 후지색소 주식회사/GS 얼라이언스 주식회사

그림7. 동사가 개발한 리튬황전지의 충방전 곡선

그림8. 블 매스에서 직접 제작한 양극재를 이용한 리튬이온전지

4-3 스미토모고무공업 주식회사

그림9. 스미토모고무가 개발한 유황계 양극재 텐더 X선 나노스코프에 의한 화학결합상태 가시화 이미지

4-4. 국립대학법인 요코하마국립대학대학원 공학연구원(독고·우에노 연구실)

그림10. 용매화 이온 액체의 Li2S8 용해도(오른쪽)와 동 액체 전해질 Li-S 전지의 충방전 특성

4-5 간사이대학 화학생명공학부 전기화학연구실(이시카와 마사시 교수 연구실)

4-6. 도쿄도시대학 이공학부 응용화학과 고분자·바이오화학연구실(기능성 고분자)

그림11. 폴리황화탄소의 화학구조와 가압성형 샘플

그림12. 도전성 유황 양극의 개발: 전고체계 LiB

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<주목 시장 포커스>

핵융합기술 동향(74~121페이지)

지상에 ‘태양’을 실현하는 꿈의 에너지

　에너지·환경문제를 동시에 근본적으로 해결하는 기술로서 기대~

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1. 핵융합이란

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2. 핵융합 방식

그림1. 핵융합 방식

2-1. 자기장 갇힘/토카막 방식

2-2. 자기장 갇힘/헬리컬 방식

2-3. 레이저 방식

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3. 세계와 일본의 동향

3-1. ITER(국제열핵융합실험로) 계획

그림2. ITER 프로젝트에서 계획된 실험로

3-2. 해외의 대응

3-3. 일본의 대응

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4. 핵융합기술 시장규모

그림·표1. 에너지(전기&가스)의 세계 시장규모 예측(금액: 2025-2050년 예측)

그림·표2. 핵융합로 플랜트의 세계 시장규모 예측(금액: 2025-2050년 예측)

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5. 핵융합기술 관련 공적 연구기관의 대응 동향

5-1. 국립대학법인 오사카대학

(1) ILE의 레이저 핵융합 에너지 연구 프로젝트

(2) 레이저 핵융합 노심 플라즈마 연구 현황

그림3. 핵융합 연료의 점화·연소의 물리적 과제: 플라즈마 성능의 달성

(3) NIF에 의한 레이저 핵융합 점화연소 실증의 의의

(4) 레이저 핵융합의 새로운 시대를 향해 세계를 선도하는 일본의 기술

그림4. 레이저 핵융합의 공학적 과제 달성을 위한 타임 스케줄

그림5. 안정적이고 고반복이 가능한 MW급 레이저 핵융합 실현

(5) 이저 핵융합을 통해 실현할 수 있는 일본의 기반기술과 혁신적 기술의 통합

그림6. 레이저 핵융합으로 초래되는 일본의 기반기술과 혁신적 기술의 통합

(6) 레이저 핵융합 연구의 파급효과

①대규모 자원탐사와 문화재·환경조사

②100-1,000만 기압이 만들어내는 신물질 재료

③반복파워레이저에 의한 두 종류의 중성자원이 개척하는 학제 분야

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5-2. 대학공동이용기관법인 자연과학연구기구 핵융합과학연구소(NIFS)

(1) NIFS의 새로운 대응: 유닛 체제

그림7. 학술 주제로 재정의된 핵융합 에너지 실현 도전

(2) 산학연계사례1: 측정기의 고성능화에 의한 신물리현상 개척과 그 극한기술을 이용한 사회구현

그림8. 톰슨산란에 의한 플라즈마의 전자온도, 전자밀도 측정

그림9. 펄스버스트레이저에 의한 톰슨산란 측정의 고속화.

(a) 고반복 레이저 장치의 작동원리, (b) 레이저 로드의 반경방향 온도 분포, (c) 로드 내 온도의 시간 변화

그림10. 전자온도 분포의 시간 변화. 기존 계정결과(아래), 개발한 측정결과(위)

(3) 산학연계사례2: 광 아이솔레이터

그림11. 광 아이솔레이터의 원리. 광 아이솔레이터 없음(왼쪽), 광 아이솔레이터 있음(오른쪽)

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5-3. 국립대학법인 규슈대학

(1) 정상 플라즈마 제어학 연구실(하나다 가즈아키 교수)

(2) 선진 플라즈마 이공학 연구실(데사 히로시 교수)

그림12. 고주파 장치를 이용한 QUEST의 플라즈마 시제작 모식도

(3) 핵융합 플라즈마 물성제어공학연구실(이토 다케시 교수)

그림13. 플라즈마 단면에서의 난류 구조와 고온 플라즈마 내부 측정기 예

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5-4. 국립대학법인 교토대학

(1) 교토대학의 핵융합 연구 개요

(2) 'Heliotron J' 장치

그림14. Heliotron J 장치의 실물 사진(왼쪽)과 모식도(오른쪽)

(3) 최근 연구성과사례(교토대학 보도자료)

그림15. Heliotron J 장치와 그 자기장 구조(왼쪽) 및 관측된 펠릿 주변의 ‘흔들림’ 구조(오른쪽)

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5-5 국립대학법인 쓰쿠바대학

(1) GAMMA 10/PDX

그림16. 축대칭화 탠덤미러장치 GAMMA 10/PDX의 외관

그림17. GAMMA 10/PDX의 구성

그림18. GAMMA 10/PDX의 모식도

그림19. GAMMA 10/PDX의 엔드부에 설치되어 있는 다이버터

(2) Pilot GAMMA PDX-SC

그림20. Pilot GAMMA PDX-SC의 외관

그림21. Pilot GAMMA PDX-SC의 구성

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5-6 국립대학법인 도쿄대학

(1) 자기장 가둠과 토카막 배위

그림22. TST-2 구형 토카막 장치

(2) 파동을 이용한 가열 전류 구동

그림23. 파동 시뮬레이션

그림24. 다양한 안테나

그림25. 파동을 이용한 전류 구동 프로세스

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5-7. 국립연구개발법인 양자과학기술연구개발기구(QST)

(1) JT-60SA 계획

그림26. JT-60SA 계획 개요

(2) ITER 프로젝트

그림27. ITER 본체 모식도

그림28. ITER 본체의 구성

그림 29. 일본이 제작하고 있는 ITER 기기류

(3) 원형로

그림30. 발전까지의 로드맵

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6. 핵융합기술 관련 민간기업의 대응 동향

6-1. 주식회사 EX-Fusion

(1) 레이저 방식의 핵융합 상용로 실현을 목표로 하는 EX-Fusion

(2) 반도체 여기의 고출력 펄스레이저(LD)에 의한 압도적 성능

그림31. 고출력 펄스레이저의 세계와 일본의 전략 차이

(3) 고출력 레이저를 보다 멀리서 보다 정밀도 높게 표적에 맞추는 기술

(4) ’레이저 핵융합 상용로를 목표로 한다’는 것은 ‘새로운 광산업을 창출한다’는 것으로 이어진다

그림32. 레이저 핵융합 상용로 실현을 위한 기술개발과 광산업 창출을 통한 수익 양립

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6-2 교토퓨조니어링 주식회사

(1) 교토퓨조니어링의 VISION & MISSION

①VISION

②MISSION

(2) 교토퓨조니어링의 테크놀로지

①플랜트 엔지니어링 기술

②노심 요소 기술

그림33. 교토퓨조니어링의 사업영역

(3) 세계 최초 퓨전 에너지 발전 시험 플랜트 건설

그림34. 퓨전 에너지 발전 시험 플랜트 UNITY의 이미지

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6-3. 주식회사 Helical Fusion

(1) Helical Fusion의 핵융합 기술

그림35. 헬리컬 방식의 어드밴티지

(2) Helical Fusion의 사업계획 개요

그림 36. 핵융합로의 개발 단계와 스케줄

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7. 핵융합기술의 장래 전망

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운전자 모니터링 시스템 시장성 탐색(122~140페이지)

(5) 알코올 감지기(ALC)① 시장분석 편

~흰색번호 의무화로 2022년 시장 폭발!～

~ALC 의무화 수요를 겨냥해 진출기업 70사 초과, 운전자 모니터링 시스템 주목 급성장 앱으로~

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1. 일본의 알코올 감지기 시장의 역사

1-1. 2011년, 녹색번호 차량 보유 사업자 알코올 감지기 사용 의무화

1-2. 알코올감지기협의회 설립과 동향

표1. 알코올감지기협의회의 인정기기(2023년 8월 기준)

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2. 녹색번호 트럭 사업자 개념

그림1. 트럭수송의 형태

그림2. 운송사업(녹색번호 차량 활용)의 종류

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3. 알코올 감지기의 유형과 동향

3-1. 반도체식 타입/전기화학식(연료전지식) 타입

표2. 반도체식 타입/전기화학식 타입의 비교

3-2. 설치형/클라우드형

표3. 설치형/클라우드형 유형 비교

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4. 일본 알코올 감지기 시장의 최신 상황

4-1. 흰색번호 차량 보유 사업자의 법 개정과 동향

4-2. 흰색번호 의무화로 폭발한 알코올 감지기 시장의 가능성

표4. 흰색번호 차량의 국내 사무소 수, 차량 대수, 운전자 수(수량(개수): 2023년)

표5. 녹색/흰색번호 차량용 알코올 감지기(ALC) 비교(수량: 2022년)

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5. 일본의 알코올 감지기 시장규모 추이·예측과 배경

5-1. 일본의 녹색번호 차량용 알코올 감지기 시장추이~2023년

그림·표1. 일본의 녹색번호 차량용 알코올 감지기 시장 추이(수량: 2007-2023년)

5-2. 일본의 흰색번호 차량용 알코올 감지기 시장 추이~2023년

그림·표2. 일본의 흰색번호 차량용 알코올 감지기 시장 추이(수량: 2007-2023년)

5-3. 일본의 녹색번호/흰색번호 차량용 알코올 감지기 시장추이~2023년

그림·표3. 일본의 녹색번호/흰색번호 차량용 알코올 감지기 시장 추이(수량: 2007-2023년)

5-4. 일본의 알코올 감지기 시장 예측 2022~2030년

그림·표4. 일본의 알코올 감지기 시장 예측(수량: 2022-2030년 예측)

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6. 일본의 알코올 감지기 시장 수요처

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7. 업계 지식인들이 생각하는 '의무화를 통한 교통·물류개혁의 필요성

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≪시의적절 콤팩트 리포트≫

와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(141~145페이지)

~고품질화와 대구경화에만 주력하는 단계에서

　디바이스 탑재·응용 과제를 해결하는 개발로 이행~

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1. 와이드 밴드갭 반도체 단결정이란

2. 시장 개황

3. 분야별 동향

3-1. [SiC] 이제는 6인치가 메인 시장, 샘플로 8인치를 출시해 양산 임박

4. 주목 토픽

4-1. [다이아몬드] 웨이퍼 업체의 IPO와 공동연구 외 성과가 증가, 재료·디바이스 개발 속도가 빨라진다

4-2. [웨이퍼 가공기술] 디바이스화가 진행됨에 따라 표면화되는 과제, 선행기업의 이익을 획득할 수 있는 타이밍

5. 장래 전망

그림1. 와이드 밴드갭 반도체 단결정 세계시장 추이·예측(금액: 2020-2030년 예측)

그림2. 재료별 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장 추이·예측(금액: 2020-2030년 예측)