如果说使用喷墨打印机可以打印文件、照片,制作个性化的贺年卡,那么活用喷墨打印的原理能做成什么,就取决于你的想象力了。这不,美国科学家往纸上打印的是太阳能电池;而英国科学家则是治病的药剂。
将太阳能电池打印到纸上
美国麻省理工学院的科学家将制造太阳能电池不可或缺的2层有机半导体材料融合到一种碳基颜料中,然后用喷墨打印的方法将一张纸完全覆盖,使它立马成为太阳能电池材料。这项技术的突破之处在于采用了合适的纳米材料,以及对涂抹过程的精密控制。
美国科学家往纸上“打印”太阳能电池
麻省理工和意大利Eni石油公司共同成立的太阳能前沿研究中心的主任布洛维克说,这是太阳能电池第一次覆盖到纸张上,也预示着能在多种类型的基体上部署,包括柔性塑料和金属箔;而喷涂成太阳能电池的流程在室温下就可以完成。打印法也有望降低太阳能电池板的重量。#p#副标题#e#
这个中心的研究焦点是“量子点”——只有几纳米大小的极小晶体(人头发的直径约5-10万纳米)。研究人员通过计算机审视纳米材料的物理表面,观察量子点等,选择制作量子点太阳能电池的理想材料。比如,有的样品显示确定的结构,提示它以后能自组装成希望要的形状。通过试用不同的材料、不同的尺寸,能对量子点能吸收的光的颜色进行优选。这些都为寻求廉价太阳能电池提供了线索。
实验室的主要设备是“用于薄膜纳米结构的整合材料生长系统”。研究人员借助它能测试部署数层半导体材料的不同制造技术,包括气相沉积、溅射沉积,还有我们所说的打印。对薄膜太阳能电池的成本而言,制造流程效率的提升和时间的缩短至关重要。
该技术现在处于研究阶段,打印成的电池将日光转换成电力的效率为1.5%-2%,我们不能期待明天就看到太阳能发电的革命。“从发明到商业化通常需要10年时间。眼下实验室的许多技术大致在5-7年开发周期头3年的水平。”不过布洛维克看好未来,“要是太阳能电池板普及到用射钉枪就能安装,那就有可观的价值。如果美国国土的0.3%用效率为10%的光伏电池覆盖,那么所利用的太阳能是美国能量需求的3倍,其中还算上了应势而转成电力驱动的车辆。”
奥巴马题字“干得好”
2009年10月,奥巴马总统到麻省理工学院时访问了这个由国家科学基金部分赞助的太阳能实验室,还在一台设备上即兴题字“干得好”!#p#副标题#e#
按处方打印处方药
英国研究人员设计了一种全新的制药方法——将药物的有效成分打印到预先做好的片基上。
造型各异的药片以后都可“打印”出来
如果我们盘点老祖宗的发明中还有哪些沿用至今,“药片”肯定能算一样。制造药片的专利早在1843年就首次得到确认,基本方法几乎没有改变过。大多数药片约99.5%的成分是惰性的固体,加上些防腐剂。“粉笔”口味的药片不能太小,以便容易拿在手里,放进嘴里吞咽。但我们的消化系统必须先把它们搞破,药物才能进入血流,发挥效用。对服用多种药物的病人说来,必须吞咽五颜六色的一大把;而老爷爷、老奶奶用小辈买来的多格药片盒小心翼翼地分装一周用的药片,也是许多家庭的一景。
该是改变的时候了。英国利兹大学、杜伦大学和葛兰素史克的研究人员将药物的有效成分溶解入一种液体,变成能送去喷墨打印的“墨水”,就像在纸上打印一样,将药物的有效成分打印到预制的片基(不必那么大)的表面。
在片基表面存放药物,保证剂量足够并准确,是个关键。一滴药物“墨水”的大小约是传统墨水的20倍,研究人员必须掌握如何提升每滴药物中的有效成分,了解每个片基能容纳多少滴药物,并精确定量地控制药物有效成分。现在已能做到根据医生为每位病人开出的处方,为每人打印不同量的药物,定制成他(她)的专用片剂。当然,由于多种药物可以打印到单一片基上,病人应该不需要吞咽那么多的药片了。
这个方法还有望促进新药更快地走向市场。原来,现今的每一批药片都需要在工厂反复调试、检查,以确保药量的准确性。而打印的每粒药片所包含的剂量比传统方法制造的更为准确,从而省却了费时费力的质量控制流程。
研究团队表示,还有更多工作要做。眼下这种方法只占药片形式提供药物的0.5%左右,他们希望这个数字可以达到40%。