如果說使用噴墨打印機(jī)可以打印文件、照片,制作個性化的賀年卡,那么活用噴墨打印的原理能做成什么,就取決于你的想象力了。這不,美國科學(xué)家往紙上打印的是太陽能電池;而英國科學(xué)家則是治病的藥劑。
將太陽能電池打印到紙上
美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家將制造太陽能電池不可或缺的2層有機(jī)半導(dǎo)體材料融合到一種碳基顏料中,然后用噴墨打印的方法將一張紙完全覆蓋,使它立馬成為太陽能電池材料。這項(xiàng)技術(shù)的突破之處在于采用了合適的納米材料,以及對涂抹過程的精密控制。
美國科學(xué)家往紙上“打印”太陽能電池
麻省理工和意大利Eni石油公司共同成立的太陽能前沿研究中心的主任布洛維克說,這是太陽能電池第一次覆蓋到紙張上,也預(yù)示著能在多種類型的基體上部署,包括柔性塑料和金屬箔;而噴涂成太陽能電池的流程在室溫下就可以完成。打印法也有望降低太陽能電池板的重量。#p#副標(biāo)題#e#
這個中心的研究焦點(diǎn)是“量子點(diǎn)”——只有幾納米大小的極小晶體(人頭發(fā)的直徑約5-10萬納米)。研究人員通過計(jì)算機(jī)審視納米材料的物理表面,觀察量子點(diǎn)等,選擇制作量子點(diǎn)太陽能電池的理想材料。比如,有的樣品顯示確定的結(jié)構(gòu),提示它以后能自組裝成希望要的形狀。通過試用不同的材料、不同的尺寸,能對量子點(diǎn)能吸收的光的顏色進(jìn)行優(yōu)選。這些都為尋求廉價太陽能電池提供了線索。
實(shí)驗(yàn)室的主要設(shè)備是“用于薄膜納米結(jié)構(gòu)的整合材料生長系統(tǒng)”。研究人員借助它能測試部署數(shù)層半導(dǎo)體材料的不同制造技術(shù),包括氣相沉積、濺射沉積,還有我們所說的打印。對薄膜太陽能電池的成本而言,制造流程效率的提升和時間的縮短至關(guān)重要。
該技術(shù)現(xiàn)在處于研究階段,打印成的電池將日光轉(zhuǎn)換成電力的效率為1.5%-2%,我們不能期待明天就看到太陽能發(fā)電的革命。“從發(fā)明到商業(yè)化通常需要10年時間。眼下實(shí)驗(yàn)室的許多技術(shù)大致在5-7年開發(fā)周期頭3年的水平。”不過布洛維克看好未來,“要是太陽能電池板普及到用射釘槍就能安裝,那就有可觀的價值。如果美國國土的0.3%用效率為10%的光伏電池覆蓋,那么所利用的太陽能是美國能量需求的3倍,其中還算上了應(yīng)勢而轉(zhuǎn)成電力驅(qū)動的車輛。”
奧巴馬題字“干得好”
2009年10月,奧巴馬總統(tǒng)到麻省理工學(xué)院時訪問了這個由國家科學(xué)基金部分贊助的太陽能實(shí)驗(yàn)室,還在一臺設(shè)備上即興題字“干得好”!#p#副標(biāo)題#e#
按處方打印處方藥
英國研究人員設(shè)計(jì)了一種全新的制藥方法——將藥物的有效成分打印到預(yù)先做好的片基上。
造型各異的藥片以后都可“打印”出來
如果我們盤點(diǎn)老祖宗的發(fā)明中還有哪些沿用至今,“藥片”肯定能算一樣。制造藥片的專利早在1843年就首次得到確認(rèn),基本方法幾乎沒有改變過。大多數(shù)藥片約99.5%的成分是惰性的固體,加上些防腐劑。“粉筆”口味的藥片不能太小,以便容易拿在手里,放進(jìn)嘴里吞咽。但我們的消化系統(tǒng)必須先把它們搞破,藥物才能進(jìn)入血流,發(fā)揮效用。對服用多種藥物的病人說來,必須吞咽五顏六色的一大把;而老爺爺、老奶奶用小輩買來的多格藥片盒小心翼翼地分裝一周用的藥片,也是許多家庭的一景。
該是改變的時候了。英國利茲大學(xué)、杜倫大學(xué)和葛蘭素史克的研究人員將藥物的有效成分溶解入一種液體,變成能送去噴墨打印的“墨水”,就像在紙上打印一樣,將藥物的有效成分打印到預(yù)制的片基(不必那么大)的表面。
在片基表面存放藥物,保證劑量足夠并準(zhǔn)確,是個關(guān)鍵。一滴藥物“墨水”的大小約是傳統(tǒng)墨水的20倍,研究人員必須掌握如何提升每滴藥物中的有效成分,了解每個片基能容納多少滴藥物,并精確定量地控制藥物有效成分?,F(xiàn)在已能做到根據(jù)醫(yī)生為每位病人開出的處方,為每人打印不同量的藥物,定制成他(她)的專用片劑。當(dāng)然,由于多種藥物可以打印到單一片基上,病人應(yīng)該不需要吞咽那么多的藥片了。
這個方法還有望促進(jìn)新藥更快地走向市場。原來,現(xiàn)今的每一批藥片都需要在工廠反復(fù)調(diào)試、檢查,以確保藥量的準(zhǔn)確性。而打印的每粒藥片所包含的劑量比傳統(tǒng)方法制造的更為準(zhǔn)確,從而省卻了費(fèi)時費(fèi)力的質(zhì)量控制流程。
研究團(tuán)隊(duì)表示,還有更多工作要做。眼下這種方法只占藥片形式提供藥物的0.5%左右,他們希望這個數(shù)字可以達(dá)到40%。






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