如果說(shuō)使用噴墨打印機(jī)可以打印文件、照片,制作個(gè)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(guó)科學(xué)家往紙上打印的是太陽(yáng)能電池;而英國(guó)科學(xué)家則是治病的藥劑。
將太陽(yáng)能電池打印到紙上
美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家將制造太陽(yáng)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(yáng)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(duì)涂抹過(guò)程的精密控制。
美國(guó)科學(xué)家往紙上“打印”太陽(yáng)能電池
麻省理工和意大利Eni石油公司共同成立的太陽(yáng)能前沿研究中心的主任布洛維克說(shuō),這是太陽(yáng)能電池第一次覆蓋到紙張上,也預(yù)示著能在多種類(lèi)型的基體上部署,包括柔性塑料和金屬箔;而噴涂成太陽(yáng)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(yáng)能電池板的重量。#p#副標(biāo)題#e#
這個(gè)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(wàn)納米)。研究人員通過(guò)計(jì)算機(jī)審視納米材料的物理表面,觀(guān)察量子點(diǎn)等,選擇制作量子點(diǎn)太陽(yáng)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(guò)試用不同的材料、不同的尺寸,能對(duì)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(jià)太陽(yáng)能電池提供了線(xiàn)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(zhǎng)系統(tǒng)”。研究人員借助它能測(cè)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(shuō)的打印。對(duì)薄膜太陽(yáng)能電池的成本而言,制造流程效率的提升和時(shí)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(yáng)能發(fā)電的革命。“從發(fā)明到商業(yè)化通常需要10年時(shí)間。眼下實(shí)驗(yàn)室的許多技術(shù)大致在5-7年開(kāi)發(fā)周期頭3年的水平。”不過(guò)布洛維克看好未來(lái),“要是太陽(yáng)能電池板普及到用射釘槍就能安裝,那就有可觀(guān)的價(jià)值。如果美國(guó)國(guó)土的0.3%用效率為10%的光伏電池覆蓋,那么所利用的太陽(yáng)能是美國(guó)能量需求的3倍,其中還算上了應(yīng)勢(shì)而轉(zhuǎn)成電力驅(qū)動(dòng)的車(chē)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(shí)訪(fǎng)問(wèn)了這個(gè)由國(guó)家科學(xué)基金部分贊助的太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)室,還在一臺(tái)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(guó)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(lái)
如果我們盤(pán)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(zhuān)利早在1843年就首次得到確認(rèn),基本方法幾乎沒(méi)有改變過(guò)。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(duì)服用多種藥物的病人說(shuō)來(lái),必須吞咽五顏六色的一大把;而老爺爺、老奶奶用小輩買(mǎi)來(lái)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(shí)候了。英國(guó)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(gè)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(gè)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(kāi)出的處方,為每人打印不同量的藥物,定制成他(她)的專(zhuān)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(gè)方法還有望促進(jìn)新藥更快地走向市場(chǎng)。原來(lái),現(xiàn)今的每一批藥片都需要在工廠(chǎng)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(shí)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(gè)數(shù)字可以達(dá)到40%。






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