Természet Világa, 1989 (120. évfolyam, 1-12. szám)
1989-02-01 / 2. szám
VAKBÉLMŰTÉT CSAK NŐKNEK A vakbélműtét az egyik leggyakoribb sebészi beavatkozás. Ennek során eltávolítják a vastagbél féregnyúlványát, amelynek heveny gyulladása órákon belül életveszélybe sodorhatja a beteget. Ha viszont nem tipikus tünetekkel lép fel, könnyen tévútra vezetheti az orvost. A bizonytalan panaszok okának felderítésében segít a hasüreg tükrözése, a laparoszkópia. Ez nagyon fontos és szükséges, mivel a vakbélgyulladás klasszikus tünetei - fájdalom, a hasfal feszülése - többek között bélelzáródás, fekély, epehólyag-gyulladás, petefészekciszta esetén is fellépnek. 1982-ben egymástól függetlenül két német orvosnak - Kurt Semm (Kiel) és Jörg Schreiber (Mettmann) - támadt az az ötlete, hogy a nőgyógyászati okokból végzett hastükrözéssel egyidejűleg adott esetben a gyulladt féregnyúlványt is eltávolítják. A 7 mm átmérőjű laparoszkóp nagylátószögű optikája jó rálátást tesz lehetővé a hasüregi szervekre. A miniatürizált, hosszú szárú fogak, szikék és csipeszek bevezetésére szolgáló két kanül a hasi szeméremszőrzetnél hatol a hasfalba. Nagy előny, hogy a hasüregben végzett műtétet a laparoszkópon át közvetlenül lehet figyelni. A speciális női szervek közvetlen közelsége miatt minden sebész fél a vakbélgyulladás gyakran félrevezető tüneteitől. Különösen veszélyeztetett helyzetben vannak a leendő anyák: a konvencionális vakbélműtét után 5-6%-uknál következik be abortusz. Laparoszkópos beavatkozásnál ez a veszély sokkal kisebb. Az első ilyen műtéteket 1988-ban végezte el a mettmanni evangélikus kórház orvoscsoportja. A délelőtt megoperált betegek este már hazamehettek. 150 esetben távolítottak el gyulladásos féregnyúlványt, s ezenkívül még cisztákat és összenövéseket is operálnak ezzel a módszerrel, de mindig csak nőknél, férfibetegekkel nem foglalkoznak. (Bild der Wissenschaft, 1988. 11. szám) (G.A.) NEM KELL MINDIG SZILÍCIUM Werner Bloss professzor, a stuttgarti Fizikai Elektronikai Intézet igazgatója nem tartja sokra a szalámitechnikát. Ez alatt azt az eljárást értjük, amelynek során valami kompakt egészet korongokra darabolunk, így állítják elő a napelemek lapkáit, de sokkal célszerűbb lenne nagy Si-felületek közvetlen előállítása. A napelemek piacán jelenleg a kristályos szilícium az uralkodó, Bloss profeszszor azonban úgy véli, hogy a Si cellák vastagságuk (0,1 -0,5 mm) és ezzel járó nagy anyag- és energiaigényük miatt hosszú távon nem képesek megtartani vezető helyüket. Amorf szilíciumot nagyon egyszerű előállítani. A szilám, ami egy szilícium-hidrogén vegyület, elektromos kisüléssel plazmává alakítják; ekkor a két összetevő szétválik és a szilícium megfelelő hordozóanyagra lecsapható. Az így kapott amorfii-réteg a félvezetőtechnika nagy ígérete. Az optoelektronika már felfedezte a maga számára ezt az új anyagot, de a napelemek készítésénél is nagy becsben áll: japán kutatóknak már 12%os hatásfokot sikerült elérni vele. Az amorf szilíciumnak azonban van egy hátránya: instabilis. Napsugárzás hatására megváltozik a karakterisztikája és hatásfoka néhány napon belül kb. 10%ról 7-8%-ra csökken. Szén hozzáadásával a rövidhullámú, germánium hozzáadásával a hosszhullámú tartományban abszorbeál. A hosszhullámú tartományban abszorbeáló réteg persze a rövidhullámú fényt is elnyeli, de az energia zömmel hővé alakul. Ennek elkerülésére és lehetőleg az egész spektrum áramtermelésre való hasznosítása érdekében különböző frekvenciatartományban abszorbeáló anyagok egymásra rétegzésével próbálkoznak. A japánok 10-12% -os hatásfokával szemben Stuttgartban még csak 6-7%-os hatásfokot sikerült elérni az amorf szilíciummal. Az intézet kutatói azonban a szilícium mellett más anyagokat is megkísérelnek felhasználni a napenergia elektromos energiává alakítására. Az új anyagok keresése természetesen nem vaktában történt: a különböző anyagok fizikai tulajdonságainak ismeretében némelyeket eleve ki lehetett zárni. Lényeges volt, hogy az új anyag stabil legyen, ne károsítsa a környezetet (ne tartalmazzon higanyt, vagy kadmiumot) és elegendő mennyiségben álljon rendelkezésre. Több éves munkával sikerült a kört 6-8 anyagra szűkíteni, amelyeket aztán alapos vizsgálatnak vetettek alá. Egyik ilyen anyag a CubSe2 (réz-indium-diszelenid), röviden CIS. Még csak 6-7%-os hatásfokot értek el vele, s bár ez a világon eddig a legjobb, meg vannak győződve arról, hogy ennél sokkal jobb eredményre is képesek lesznek. Régóta ismert, hogy vékony rétegeket rágőzölögtetéssel lehet előállítani. A rágőzölögtetés nem drága, ami lényeges szempont a napelemeknél, ugyancsak olcsó a hordozóanyag és a felhordott felület vékonysága miatt az anyag- és energiafelhasználás is csekély. Ezért remélik a stuttgarti kutatók, hogy a CIS felhasználásával előbb-utóbb sikerül a szilíciumnál gazdaságosabb napelemeket készíteni. Az új anyagok elektronikus tulajdonságai is kedvezőbbek a szilíciuménál. Szilícium esetén ugyanis az elektronikus folyamathoz szükséges p és n típusú félvezető rétegeket a szilícium idegen atomokkal való tervszerű szennyezésével nyerik, ami igen költséges módszer. A most talált új anyagok viszont már eleve különböző típusú vezetők: a CIS p típusú, a másik réteget alkotó ZnO viszont n típusú vezető. Különböző napelemek egymásra rétegzését tandem-struktúrának nevezik. Az első rétegként szolgáló réz-gallium-diszelenid a napspektrum rövidhullámú részét nyeli el, a többit pedig az utánakapcsolt réz-indium-diszelenid. Ezt a struktúrát Stuttgartban gondolták ki és hatásfoka eléri a 15-20%-ot. Így a napelem felületének minden négyzetméteréről mintegy 200 watt teljesítmény nyerhető. Amennyiben ezt wattonként 3-5 márka költséggel lehetne elérni, akkor az eljárás már gazdaságos lenne. Végcéljuk az 1 márka/watt álomhatár; ugyanez szilíciumnál mintegy 10 márka/watt. Joggal vetődik fel a kérdés, hogy amennyiben a szilíciumot ilyen kedvező tulajdonságú más anyagokkal lehet felváltani, miért foglalkoznak tovább a szilíciummal? A válasz egyszerű: napelemekre itt és most van szükség, még akkor is, ha drágák. Másrészt a szilíciumot elengedhetetlen közbülső állomásnak tekintik a hosszú távú célok eléréséért folyó kutatásban. Ráadásul a cél nem is egyértelmű, legalábbis ami a nyersanyagokat illeti. Van ugyanis még egy másik fontos anyag, amiből napelemeket lehet előállítani: ez a gallium-arzenid, amely igen jó hatásfokával és a sugárzással szembeni különleges rezisztenciájával tűnik ki. Hátránya, hogy nagyon drága. Van azonban két alkalmazási terület, amelyet a GaAs-nek drágasága ellenére is igen jók az esélyei. Az egyik az űrhajózás, a másik az olyan berendezések, amelyekben igen erős - nagy felületű tükrökkel, vagy lencsékkel összegyűjtött - fény esik a fókuszpontba helyezett kis GaAs felületre, a GaAs ugyanis nagyon érzéketlen a hőmérsékletre. A GaAs-cellák a vékony rétegű napelemek sorába tartoznak, mert 1 mikrométer vastagságú GaAs már az összes beeső fényt elnyeli. Súlyos technológiai problémát jelent azonban az 1 mikrométeres kristályok húzása. Néhány kutató egy trükk alkalmazásával igyekszik ezt a problémát megoldani. Egy GaAs kristály felszínére szigetszerű struktúrát mutatnak, amelyet kristályos réteggel vonnak be. Oldalirányú nyomással aztán ezt a réteget ugyanúgy le lehet hasítani, mint pl. egy palaréteget. Ám ezek a néhány ezredmilliméter vastagságú rétegek olyan törékenyek, hogy már a lehasításnál összetörnek. Ennek elkerülésére a kristályt üveglapra ragasztják és a lehasított réteg az üveghez tapadva épségben marad. A siker ma még szerencse dolga, ám tovább folyik a kísérletezés, mert a 28%-os hatásfok nagyon csábító. Ez a módszer azonban ennek 77