納米墨水

 

　　“納米墨水”是一款基于納米顏料的墨水。“納米墨水”能夠用來(lái)“印刷”太陽(yáng)能電池（就像用油墨印刷報(bào)紙一樣），然后將其“涂”于房頂或墻上用來(lái)吸收陽(yáng)光，產(chǎn)生電力，也可畫(huà)出電子元件。

 

　　早在2002年，由美國(guó)史丹佛物質(zhì)科學(xué)與工程系教授崔義所領(lǐng)導(dǎo)的一群研究人員示范了如何使用含有納米碳管與納米銀線(xiàn)的墨水。一旦將這種墨水滴在紙上經(jīng)過(guò)烘烤，普通紙就會(huì)變成一張可充當(dāng)電池或超級(jí)電容的黑紙，就算彎折、卷曲、變皺，這張紙還是具有儲(chǔ)電的能力。

 

　　科格爾與他人合作在加利福尼亞州成立了一家名為創(chuàng)新光能（Innovalight）的公司，使用硅為基礎(chǔ)生產(chǎn)“納米墨水”。而此次試驗(yàn)的“納米墨水”則用混合物銅銦硒化鎵取代了硅，因?yàn)檫@一混合金屬不僅成本低，而且對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響也更小。

 

　　相對(duì)硅而言，CIGS有一些潛在的優(yōu)勢(shì)。而它最大的長(zhǎng)處在于，CIGS是一種直接躍遷半導(dǎo)體（相對(duì)于間接躍遷半導(dǎo)體），這也意味著使用它生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的原材料需求量更小。

　　

　　納米墨水特點(diǎn)及應(yīng)用

　　

　　這種墨水看起來(lái)和一般的印度墨水沒(méi)兩樣，因?yàn)榧{米墨水也是碳做的，但是是納米碳管。崔義與他的研究團(tuán)隊(duì)曾在塑膠上試用這種墨水，但發(fā)現(xiàn)紙還是比較適合，因?yàn)槟芪易儼櫼矝](méi)關(guān)系，這種墨水也可用來(lái)當(dāng)作制作導(dǎo)電墻的油漆。崔義教授表示，這種沾了納米墨水的紙可以應(yīng)用在與電網(wǎng)相接的儲(chǔ)電裝置上，可重復(fù)充電4萬(wàn)次。

　　

　　納米墨水在特殊印刷上的應(yīng)用

　　

　　南達(dá)科他州大學(xué)和南達(dá)科他州礦業(yè)學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，用來(lái)打印可以用于戰(zhàn)斗隱蔽的快速響應(yīng)隱形碼。

 

　　這種快速響應(yīng)碼能包含相較于傳統(tǒng)條碼100倍以上的信息。由于智能手機(jī)就能掃描讀出，使得它更為受歡迎。例如，這種隱形碼可以用來(lái)驗(yàn)證文檔或者監(jiān)控遠(yuǎn)程設(shè)備。

 

　　“我們?cè)诎踩陨弦呀?jīng)取得了成效——這是引起大家興趣的最主要方面——但是，但是它僅適用于某種特定類(lèi)型的顯示技術(shù)。”USD化學(xué)教授Stanley告訴Argus Leader。

 

　　這種墨水包含納米粒子，只在紅外激光下才可見(jiàn)。這種納米粒子在不可見(jiàn)段的近紅外部分的光譜段吸收光子，然后向可見(jiàn)光譜段發(fā)射光子。

 

　　這種墨水使用納米粒子溶劑允許分子被修飾并用于塑料、木材、金屬和其他表面。

 

　　他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在最近的《British journal Nanotechnology》上。Cross說(shuō)，為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利還為時(shí)過(guò)早。“我們考慮過(guò)這個(gè)問(wèn)題，但是我們認(rèn)為還有點(diǎn)兒不成熟，”Cross說(shuō)，“我們有一些其他的點(diǎn)子，可能會(huì)進(jìn)行知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。”

 

　　研究者現(xiàn)在正和華盛頓州的一家技術(shù)公司合作，并授權(quán)給了國(guó)防部。軍方可能會(huì)對(duì)使用本技術(shù)追蹤供應(yīng)流中的設(shè)備感興趣。

 

　　　　

　　人們紋身通常出于各種目的，比如表達(dá)自己對(duì)書(shū)法的垂青，或是在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上向他人展示自己那壯如鋼鐵般富有魅力的肱二頭肌。而來(lái)自麻省理工學(xué)院（MIT）的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了紋身技術(shù)的更高級(jí)應(yīng)用：用納米級(jí)顆粒制造的墨水監(jiān)測(cè)血糖水平。

 

　　糖尿病的高血糖狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致機(jī)體損害，帶來(lái)視網(wǎng)膜脫落等癥狀。對(duì)于糖尿病患者及其主治醫(yī)生來(lái)說(shuō)，檢測(cè)血糖水平尤為重要，一般采用的監(jiān)測(cè)辦法是一天取數(shù)次指血來(lái)測(cè)血糖，但由于人在用餐前后血糖水平有較大差異，也無(wú)法保證檢測(cè)方法完全準(zhǔn)確。

 

　　隨著技術(shù)的提高，一些持續(xù)監(jiān)測(cè)血糖的手段也應(yīng)運(yùn)而生，但這些方法通常都需要將儀器刺入血管與血流接觸，而且也不適合長(zhǎng)期使用。因此，麻省理工的研究團(tuán)隊(duì)致力于尋找使用時(shí)間更為長(zhǎng)久的方法。最終他們將納米管封裝于對(duì)葡萄糖敏感的多聚體中，制造出一種可注入皮下的“墨水”。

 

　　這種納米墨水在暴露于葡萄糖時(shí)，會(huì)發(fā)出熒光，這種熒光可以用近紅外線(xiàn)探測(cè)到。與之對(duì)應(yīng)的是一個(gè)既可以發(fā)射近紅外線(xiàn)同時(shí)又可以感受納米墨水發(fā)出熒光的傳感器，患者通過(guò)佩戴這樣一個(gè)類(lèi)似于腕表的傳感器，可以實(shí)時(shí)讀出其血糖水平。而且，這種納米墨水最大的優(yōu)點(diǎn)在于它是暫時(shí)性的，可以每6個(gè)月左右便可自動(dòng)消失。

 

　　使用導(dǎo)電材料、熒光材料或納米粒子液體刻寫(xiě)的紋身將成為一種不那么笨重、不令人討厭和感覺(jué)麻煩的醫(yī)療監(jiān)測(cè)手段。

 

　　美國(guó)西北大學(xué)的藥學(xué)教授希瑟·克拉克正在進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，試圖制造出能讓人一直處于聯(lián)系狀態(tài)的可嵌入設(shè)備。今年夏天，她展示了首款肉眼看不見(jiàn)的納米粒子“紋身”，該紋身能通過(guò)在某些光線(xiàn)下發(fā)出熒光來(lái)監(jiān)測(cè)血液中葡萄糖和鈉的濃度。

 

　　美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志介紹道，該紋身由120納米寬的納米液滴組成，這些液滴包含有一個(gè)熒光染料以及能依附于某些化學(xué)物質(zhì)之上的傳感器分子，分子越多產(chǎn)生的熒光也越強(qiáng)。一款配備了特殊濾光鏡的iPhone手機(jī)可作為光源。在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們用iPhone手機(jī)的攝像頭為熒光拍攝了一張照片并使用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行分析，以確定生物標(biāo)簽的濃度?？死讼Ｍ?，他們最終能開(kāi)發(fā)出一套可以閱讀輸出數(shù)據(jù)的iPhone手機(jī)應(yīng)用程序。

 

　　美國(guó)麻省理工學(xué)院的工程師們也制造出了旨在幫助糖尿病患者持續(xù)監(jiān)測(cè)其葡萄糖濃度的納米粒子“紋身”。工程師們表示，這些粒子也會(huì)在葡萄糖和紅外光出現(xiàn)時(shí)發(fā)熒光，使用者能通過(guò)穿戴某些電子設(shè)備來(lái)提供紅外線(xiàn)光束并解釋熒光所代表的意義。

 

　　盡管將這兩套“紋身”加于人身上并非毫無(wú)痛苦，但與傳統(tǒng)方法相比，這兩套系統(tǒng)的侵入性毫無(wú)疑問(wèn)要小得多。