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2012-06-19 10:36 來源:?????? 責編:??
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【CPP114】訊:人們難免有言行不一致的時候。比如我們流行說要環(huán)保,但事實是,每間辦公室里廢棄的打印紙卻沒有什么減少的跡象。
這些紙張中,除了有一部分你可能下次還用得到,更多的則是在看過一次或者一個會議之后就被扔掉了。一些節(jié)約一點的公司會將“兩面打印”作為一項工作中的規(guī)定,可這多少總會有些麻煩。
但如果把打印機變成“鉛筆”和“橡皮”,讓一張打印紙可以重復使用,情況就大不一樣了。
其實這正是劍橋大學的幾位學者最近幾年一直在琢磨的一件事,他們已經(jīng)從打印的最后一個環(huán)節(jié)上找到了切實可行的方案。
已經(jīng)得到普遍使用的激光打印機,其工作的最后一個環(huán)節(jié)是“定影”。在這個過程中,紙張經(jīng)過有著較高溫度(約200攝氏度)的高壓定影熔化裝置,將碳粉固定在事先形成的靜電圖像上。
如果能將這一過程來一次逆向的實現(xiàn),那么一張打印紙就可以重復使用了。
“現(xiàn)在我們可以發(fā)射一束激光,它將會打擊碳粉薄層并對其高溫加熱,直到碳粉蒸發(fā)了為止。”DavidLeal-Ayala說,他是劍橋大學幾位研究這一技術(shù)的學者之一,最早從2011年起著手這項工作。
經(jīng)過實驗,他們發(fā)現(xiàn)了特定類型的激光,可以利用它使打印紙上的碳粉蒸發(fā),還能將能量等級控制在不損害紙張纖維的程度。他們自己把這種技術(shù)叫做“Laser Unprinter”。
使用激光來消除墨跡并不是Leal-Ayala的首創(chuàng)。在此之前將近20年的時間里,想要達到這個目標的技術(shù)專利超過了100種,它們基本可以分為三個類型:對墨水或碳粉進行脫色操作,遮蔽或者模糊原有的墨跡,以及通過附著、刻蝕、光作用或者化學作用去除墨跡。但直到現(xiàn)在,真正能實現(xiàn)商用的幾乎沒有。
Leal-Ayala的博士生導師Julian Allwood發(fā)現(xiàn),在這個領(lǐng)域里許多過去的研究都只是停留在專利的層面,并沒有提供研究成功與否的細節(jié)報告。而他們能找到的最近的提供細節(jié)的相關(guān)文獻,來自于藝術(shù)品修復這一并非大眾所了解的領(lǐng)域。
Leal-Ayala在查找過去的試驗記錄時總結(jié)出了一個規(guī)律,那就是包括紫外線(UV)和紅外光(IR)在內(nèi)的一些不可見光,雖然能起到消除墨跡的作用,但它們也會對紙質(zhì)本身造成損害。
現(xiàn)在他和他的同伴沾上了激光技術(shù)進步的光,可以進一步拓寬光源的選擇范圍。紐倫堡光子技術(shù)研究所為他們提供了場所,試驗了另外10種不同的激光,囊括了不同的波長,而實驗的材料采用的是佳能(微博)的打印紙和惠普(微博)的激光黑色碳粉。有兩種可見類型激光—波長分別為1064納米和532納米—最后都獲得了不錯的效果,有點遺憾的是前者會讓紙張微黃,后者則會造成紙張黏合度的損失。
權(quán)衡之下,Leal-Ayala認為波長為532納米的激光是目前最為理想的選擇。它是一種綠光,當它照射到紙面上時,深色的碳粉會被吸收并加熱,對紙張纖維的顏色也不會造成太大影響,蒸發(fā)成氣體的碳粉能通過一個專門的過濾裝置收集起來。
現(xiàn)在它的最大局限是還無法保證紙張重復使用的次數(shù),一般情況下,它可以被擦掉重復打印3次。
“研發(fā)這個技術(shù)的主要目的是要減少紙張和印刷業(yè)所造成的碳排放。”Julian Allwood表示。他現(xiàn)在的另一個身份是劍橋大學工程系低碳材料工藝小組的負責人。他自己估計,采用這種“去打印”技術(shù)后,將比廢紙回收過程減少約52%至79%的二氧化碳排放量。在最好的情況下,總的碳排放量可以只有回收過程的1/20。
現(xiàn)在他們需要做的是將這一技術(shù)真正完善,并且投入商用。據(jù)Leal-Ayala估算,目前一臺樣機的造價大概需要3萬美元,而現(xiàn)在普通的激光打印機的價格大概在160美元左右。如果僅從這個數(shù)字看的話,這大概算得上一臺“天價”打印機。
但這樣的計算,是基于目前這種激光打印機采用的是商用半導體激光發(fā)射器,按照能夠去除墨跡的激光參數(shù)標準,還得依靠實驗室里的器材。如果這一技術(shù)能夠得到改進,主要是使激光發(fā)射器的成本降低,比如降到2.4萬美元,這是目前大多數(shù)采用廢紙回收的公司每年的平均花費,對這些公司來說已經(jīng)稱得上劃?算。
這些紙張中,除了有一部分你可能下次還用得到,更多的則是在看過一次或者一個會議之后就被扔掉了。一些節(jié)約一點的公司會將“兩面打印”作為一項工作中的規(guī)定,可這多少總會有些麻煩。
但如果把打印機變成“鉛筆”和“橡皮”,讓一張打印紙可以重復使用,情況就大不一樣了。
其實這正是劍橋大學的幾位學者最近幾年一直在琢磨的一件事,他們已經(jīng)從打印的最后一個環(huán)節(jié)上找到了切實可行的方案。
已經(jīng)得到普遍使用的激光打印機,其工作的最后一個環(huán)節(jié)是“定影”。在這個過程中,紙張經(jīng)過有著較高溫度(約200攝氏度)的高壓定影熔化裝置,將碳粉固定在事先形成的靜電圖像上。
如果能將這一過程來一次逆向的實現(xiàn),那么一張打印紙就可以重復使用了。
“現(xiàn)在我們可以發(fā)射一束激光,它將會打擊碳粉薄層并對其高溫加熱,直到碳粉蒸發(fā)了為止。”DavidLeal-Ayala說,他是劍橋大學幾位研究這一技術(shù)的學者之一,最早從2011年起著手這項工作。
經(jīng)過實驗,他們發(fā)現(xiàn)了特定類型的激光,可以利用它使打印紙上的碳粉蒸發(fā),還能將能量等級控制在不損害紙張纖維的程度。他們自己把這種技術(shù)叫做“Laser Unprinter”。
使用激光來消除墨跡并不是Leal-Ayala的首創(chuàng)。在此之前將近20年的時間里,想要達到這個目標的技術(shù)專利超過了100種,它們基本可以分為三個類型:對墨水或碳粉進行脫色操作,遮蔽或者模糊原有的墨跡,以及通過附著、刻蝕、光作用或者化學作用去除墨跡。但直到現(xiàn)在,真正能實現(xiàn)商用的幾乎沒有。
Leal-Ayala的博士生導師Julian Allwood發(fā)現(xiàn),在這個領(lǐng)域里許多過去的研究都只是停留在專利的層面,并沒有提供研究成功與否的細節(jié)報告。而他們能找到的最近的提供細節(jié)的相關(guān)文獻,來自于藝術(shù)品修復這一并非大眾所了解的領(lǐng)域。
Leal-Ayala在查找過去的試驗記錄時總結(jié)出了一個規(guī)律,那就是包括紫外線(UV)和紅外光(IR)在內(nèi)的一些不可見光,雖然能起到消除墨跡的作用,但它們也會對紙質(zhì)本身造成損害。
現(xiàn)在他和他的同伴沾上了激光技術(shù)進步的光,可以進一步拓寬光源的選擇范圍。紐倫堡光子技術(shù)研究所為他們提供了場所,試驗了另外10種不同的激光,囊括了不同的波長,而實驗的材料采用的是佳能(微博)的打印紙和惠普(微博)的激光黑色碳粉。有兩種可見類型激光—波長分別為1064納米和532納米—最后都獲得了不錯的效果,有點遺憾的是前者會讓紙張微黃,后者則會造成紙張黏合度的損失。
權(quán)衡之下,Leal-Ayala認為波長為532納米的激光是目前最為理想的選擇。它是一種綠光,當它照射到紙面上時,深色的碳粉會被吸收并加熱,對紙張纖維的顏色也不會造成太大影響,蒸發(fā)成氣體的碳粉能通過一個專門的過濾裝置收集起來。
現(xiàn)在它的最大局限是還無法保證紙張重復使用的次數(shù),一般情況下,它可以被擦掉重復打印3次。
“研發(fā)這個技術(shù)的主要目的是要減少紙張和印刷業(yè)所造成的碳排放。”Julian Allwood表示。他現(xiàn)在的另一個身份是劍橋大學工程系低碳材料工藝小組的負責人。他自己估計,采用這種“去打印”技術(shù)后,將比廢紙回收過程減少約52%至79%的二氧化碳排放量。在最好的情況下,總的碳排放量可以只有回收過程的1/20。
現(xiàn)在他們需要做的是將這一技術(shù)真正完善,并且投入商用。據(jù)Leal-Ayala估算,目前一臺樣機的造價大概需要3萬美元,而現(xiàn)在普通的激光打印機的價格大概在160美元左右。如果僅從這個數(shù)字看的話,這大概算得上一臺“天價”打印機。
但這樣的計算,是基于目前這種激光打印機采用的是商用半導體激光發(fā)射器,按照能夠去除墨跡的激光參數(shù)標準,還得依靠實驗室里的器材。如果這一技術(shù)能夠得到改進,主要是使激光發(fā)射器的成本降低,比如降到2.4萬美元,這是目前大多數(shù)采用廢紙回收的公司每年的平均花費,對這些公司來說已經(jīng)稱得上劃?算。
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