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噴墨時代的春天

2010-03-17 00:00 來源:噴墨時代 責編:Victoria

摘要:
墨的類型也非常廣泛,,除了從原始的表現(xiàn)圖像,墨的性質(zhì)和類型已經(jīng)拓展到各種功能性液體,。比如,,粘和劑,涂料,,耐刮墨,,防偽和防眩光墨 ;UV固化發(fā)光聚合物,,導電和絕緣墨,;有機“墨”,液態(tài)銀,,酶,,DNA,等,。

  還有一些令人匪夷所思的噴墨打印的應用例子,,比如,,打印電路板和噴墨注射器。噴墨打印技術(shù)在微電子,、醫(yī)療以及其他領(lǐng)域,,不斷開辟自己的新天地。在微電子領(lǐng)域,,利用打印技術(shù)來形成細微的電路是很多廠商和科研機構(gòu)大力開發(fā)的課題,與傳統(tǒng)的光刻掩膜法相比,,噴墨法非常適合少量,、多品種的制造工作,而且打印法可以一次性在柔性薄膜上形成微電路,,這是目前在柔性材料上形成電路的最簡便方法,。打印機將銀顆粒分散于溶劑墨水中,絕緣隔離層使用特殊改性環(huán)氧樹脂材料,,通過噴墨方式,,使納米銀顆粒布線后,,在230攝氏度下燒結(jié)使布線固化,制造出完整的模塊電路,。EPSON公司也使用含有納米銀顆粒的墨水,,在聚酰亞胺基板上制作了20層電路板。

   在醫(yī)療領(lǐng)域,,噴墨注射器:2007年,,媒體報道了惠普公司和一家愛爾蘭公司合作開發(fā)的一種微貼片藥劑注入系統(tǒng),每個微貼片內(nèi)包含大約1000個微針頭,,每個微針頭內(nèi)都含有藥劑,,它們可以是同類的,也可以是不同類的,。這種貼片根據(jù)微處理器的控制,,定時定量地向體內(nèi)注射藥品,想來糖尿病患者可能會得益于這種注射胰島素的方式,,再也不用自己控制劑量,,和采用令人痛苦的注射方式了。這種貼片,,據(jù)稱會在2010年面世,。糖尿病,一貼了之,!

  2008年,,一則“器官打印技術(shù)登陸廣州”的報道見諸報端,使更多貼近我們身邊的噴墨技術(shù)在醫(yī)療事業(yè)中應用的遐想,,成為現(xiàn)實,。將一臺普通噴墨打印機改裝,可以“打印”出三維“器官”,, 用以取代人體衰敗的器官,。至今血管、軟骨等樣品已經(jīng)研發(fā)成形,,2009年5月將樣品送國家檢測機構(gòu)進行安全檢測,。科學家預測,,該技術(shù)將成為組織和器官再生領(lǐng)域的熱門話題,。人體器官終于可以“打印”了。

  器官打印技術(shù)來自這樣的構(gòu)想:三維人體器官是由二維的許多個剖面構(gòu)成的,, 假如預先從電腦中掃描出人體器官每個二維剖面的細胞數(shù)據(jù),,將之“打印”出來, 重疊起來就構(gòu)成了個三維器官,。而每個剖面的細胞從何而來,? 目前干細胞的培養(yǎng)及誘導分化技術(shù)已比較成熟,,原則上病人的干細胞可以誘導成任何細胞。

  那靠什么來做打印的工具呢,? 就是噴墨打印機,! 不過這臺打印機必須要加以改裝,打印紙也不是普通的紙張,,而是一張“生物紙”,。當每一層的細胞和生長因子及其他器官要素都將被精確、高效地打印在一個“生物支架”上,,構(gòu)建成能夠替代病變器官功能,、可供移植的組織和器官,包括皮膚,、血管,、骨、軟骨,、神經(jīng)導管等,, 甚至心臟。

  打印“器官”力爭明年進臨床,。年前,,美國克萊姆森大學生物工程系的托馬斯•波蘭教授首創(chuàng)了“器官打印”技術(shù),用普通噴墨機打印出患者所需替代器官,,在動物體內(nèi)制造出皮膚,、血管、骨,、軟骨,、神經(jīng)等組織。他的中國學生袁玉宇等人將這項技術(shù)“東渡”到了中國,,并成立了生物科技公司,。目前器官打印技術(shù)已形成了第一批樣品,如簡單的血管,、皮膚和軟骨等,。今年5 月,他們將開始各類樣品送到中國食品藥品監(jiān)督管理局(SFDA)指定的檢測機構(gòu)進行產(chǎn)品安全性的全面檢測,。同時跟南方醫(yī)科大學,、中山大學等共同開展系統(tǒng)動物實驗。爭取2010 年春節(jié)后將開始系列產(chǎn)品的臨床試驗,,第一批上臨床的產(chǎn)品將是生物膜及人工皮膚產(chǎn)品,接著將是新型整形外科系列產(chǎn)品及三維打印的骨組織,。

  噴墨打印技術(shù)還被用于太陽電池制造,。據(jù)麻省理工學院《技術(shù)評論》報道,,一種用于制造太陽電池電氣連接的噴墨打印工藝能夠使得太陽電池制造削減近一半的硅使用量。由于硅占到傳統(tǒng)太陽電池約3/4的成本,,因此該工藝可大幅度降低太陽電池的成本,。這一工藝還能夠減少其他材料的用量并能夠提高太陽電池性能。 相比于絲網(wǎng)印刷工藝,,這種噴墨打印工藝更加精確,、使得電氣連接所用材料更少;此外,,由于打印頭不與硅片相接觸,,因此可應用更薄的硅片。該工藝所用的噴墨打印機由美國iTi Solar公司制造,。美國能源部可再生能源實驗室(NREL)曾幫助指導設(shè)計這種設(shè)備,,目前正開始利用這一技術(shù)制造太陽電池原型。NREL科學家Maikel van Hest估計,,由于噴墨打印機易于加入到現(xiàn)有的太陽電池生產(chǎn)線上,,在1年內(nèi)即可用于商業(yè)化生產(chǎn)。 

  這一工藝的首次應用將是在硅太陽電池的制造中,。硅吸收光并轉(zhuǎn)換成電子,,印在硅表面的銀導線陣列收集這些電子,產(chǎn)生電流,。在傳統(tǒng)制造工藝中,,這些銀導線是利用絲網(wǎng)印刷工藝印在硅片上。噴墨打印工藝使用的銀“墨水”比絲網(wǎng)印刷工藝使用的銀膏導電性強得多,,噴墨打印工藝也更加精確,。因此,相較于絲網(wǎng)印刷工藝銀導線寬度達100~125 μm,,新工藝印制的銀導線寬度窄得多,,僅為35~40 μm。銀用量的減少也降低了成本,。此外,,由于更窄的導線擋住的吸光面積更小,新工藝還能夠提升太陽電池的性能,。Maikel van Hest表示,,噴墨打印工藝的最大優(yōu)點是不接觸硅片,不會對其施加壓力,。這使得利用更薄的硅片成為可能,。在傳統(tǒng)太陽電池中,硅片通常約有200 μm厚,更薄的硅片可能會在絲網(wǎng)印刷過程中破裂,。而對于非接觸的噴墨打印工藝而言,,不需要擔心硅片的厚度,可以達到100 μm甚至更低,。這意味著可以節(jié)省50%的硅成本,。

  凡此種種的噴墨應用,昭示著人類正迎來一個噴墨時代,;而噴墨時代若論春夏秋冬,,季節(jié)更迭,竊認為,,我們正經(jīng)歷一個蓬勃復蘇,,春波蕩漾,百舸爭流的春天,。

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