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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。一些節約一點的公司會將“兩面打印”作為一項工作中的規定，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，他們已經從打印的最后一個環節上找到了切實可行的方案。
已經得到普遍使用的激光打印機，其工作的最后一個環節是“定影”。在這個過程中，紙張經過有著較高溫度(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，那么一張打印紙就可以重復使用了。
“現在我們可以發射一束激光，它將會打擊碳粉薄層并對其高溫加熱，直到碳粉蒸發了為止。”DavidLeal-Ayala說，他是劍橋大學幾位研究這一技術的學者之一，最早從2011年起著手這項工作。
經過實驗，他們發現了特定類型的激光，可以利用它使打印紙上的碳粉蒸發，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叫做“Laser Unprinter”。
使用激光來消除墨跡并不是Leal-Ayala的首創。在此之前將近20年的時間里，想要達到這個目標的技術專利超過了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。但直到現在，真正能實現商用的幾乎沒有。
Leal-Ayala的博士生導師Julian Allwood發現，在這個領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報告。而他們能找到的最近的提供細節的相關文獻，來自于藝術品修復這一并非大眾所了解的領域。
Leal-Ayala在查找過去的試驗記錄時總結出了一個規律，那就是包括紫外線(UV)和紅外光(IR)在內的一些不可見光，雖然能起到消除墨跡的作用，但它們也會對紙質本身造成損害。
現在他和他的同伴沾上了激光技術進步的光，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，蒸發成氣體的碳粉能通過一個專門的過濾裝置收集起來。
現在它的最大局限是還無法保證紙張重復使用的次數，一般情況下，它可以被擦掉重復打印3次。
“研發這個技術的主要目的是要減少紙張和印刷業所造成的碳排放。”Julian Allwood表示。他現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。
現在他們需要做的是將這一技術真正完善，并且投入商用。據Leal-Ayala估算，目前一臺樣機的造價大概需要3萬美元，而現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射器，按照能夠去除墨跡的激光參數標準，還得依靠實驗室里的器材。如果這一技術能夠得到改進，主要是使激光發射器的成本降低，比如降到2.4萬美元，這是目前大多數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。一些節約一點的公司會將“兩面打印”作為一項工作中的規定，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，他們已經從打印的最后一個環節上找到了切實可行的方案。
已經得到普遍使用的激光打印機，其工作的最后一個環節是“定影”。在這個過程中，紙張經過有著較高溫度(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，那么一張打印紙就可以重復使用了。
“現在我們可以發射一束激光，它將會打擊碳粉薄層并對其高溫加熱，直到碳粉蒸發了為止。”DavidLeal-Ayala說，他是劍橋大學幾位研究這一技術的學者之一，最早從2011年起著手這項工作。
經過實驗，他們發現了特定類型的激光，可以利用它使打印紙上的碳粉蒸發，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叫做“Laser Unprinter”。
使用激光來消除墨跡并不是Leal-Ayala的首創。在此之前將近20年的時間里，想要達到這個目標的技術專利超過了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。但直到現在，真正能實現商用的幾乎沒有。
Leal-Ayala的博士生導師Julian Allwood發現，在這個領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報告。而他們能找到的最近的提供細節的相關文獻，來自于藝術品修復這一并非大眾所了解的領域。
Leal-Ayala在查找過去的試驗記錄時總結出了一個規律，那就是包括紫外線(UV)和紅外光(IR)在內的一些不可見光，雖然能起到消除墨跡的作用，但它們也會對紙質本身造成損害。
現在他和他的同伴沾上了激光技術進步的光，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，蒸發成氣體的碳粉能通過一個專門的過濾裝置收集起來。
現在它的最大局限是還無法保證紙張重復使用的次數，一般情況下，它可以被擦掉重復打印3次。
“研發這個技術的主要目的是要減少紙張和印刷業所造成的碳排放。”Julian Allwood表示。他現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。
現在他們需要做的是將這一技術真正完善，并且投入商用。據Leal-Ayala估算，目前一臺樣機的造價大概需要3萬美元，而現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射器，按照能夠去除墨跡的激光參數標準，還得依靠實驗室里的器材。如果這一技術能夠得到改進，主要是使激光發射器的成本降低，比如降到2.4萬美元，這是目前大多數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稱得上劃?算。
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