人人都能接触的电子束 - 彭博社

想象一下一个通风系统，它可以在空气传播的SARS病毒感染大量乘客之前将其消灭。或者想象一个汽车工厂，汽车可以以今天工厂所需能量的1/100的能量完美喷漆——几乎没有污染。

一个单一的工程突破可能会导致这两种应用，以及更多。这是一个大约小水冷却器大小的紧凑设备，由发明家Tovi Avnery创造并获得专利，他是位于马萨诸塞州威尔明顿的Advanced Electron Beams Inc.（AEB）的创始人和首席技术官。该设备产生一束自由流动的电子，这些电子具有奇特的、几乎矛盾的能力，可以切割某些化学键——例如，病毒基因中的化学键——并封闭其他键以创造全新的材料。

电子束技术以各种形式已经存在了几十年。例如，电视中的阴极射线管通过在真空中快速扫描电子流在涂有荧光粉的玻璃屏幕上创建图像。而巨大的、昂贵的电子束发射器，有些高达两层楼，已在全球约1000个地点用于印刷、制造先进塑料和消毒医疗设备。但在AEB首席执行官Kenneth Felis看来，更小、更便宜的电子束发射器可能会引发使用的指数级增长。“这项技术具有数十亿美元的潜力，”他说。

市场预测可能为时已早。不过，很容易看出AEB设备的吸引力。大型传统发射器的价格从每台25万美元起，甚至可以超过100万美元。相比之下，Felis表示，他的电子束机器在两到三年内广泛使用时，价格应该低至1.5万美元——最终，价格可能降至1000美元。即使是AEB的竞争对手也对此印象深刻。能源科学公司（Energy Sciences Inc.）的总裁Harvey Clough承认，这项技术“真的可以让人们大开眼界”，该公司是美国老式电子束发射器的主要生产商。

阿夫内里的背景与他的发明一样异国情调。他在以色列的一个难民营长大，父母在1951年逃离巴格达。1979年毕业于以色列理工学院后，他移居美国，并在能源科学公司找到工作。“客户们都喜欢电子束能做的事情，”他回忆道，“但他们讨厌设备。我的梦想是一个可以在任何地方使用的设备。”

在1993年被忽视了最高职位后，阿夫内里离开了公司。1996年，他在波士顿附近建立了自己的小实验室，仅仅三年后就获得了关于他大幅缩小技术的方案的40项专利。传统的发射器需要大型外部泵来维持电子分离的腔室内的真空，而阿夫内里的设计使用了一种仅6微米厚的超薄钛箔来保持真空，同时允许电子逃逸。而且，传统系统需要大型外部电源来帮助提取电子，而阿夫内里则利用腔室内的电场进行提取，将外部电源的大小减少到录像机的大小。

拥有专利后，阿夫内里成立了AEB，并吸引了一位重量级董事会。董事会由前通用汽车（GM）公司副董事长罗伯特·J·舒尔茨担任主席，他已经说服了一家汽车公司、汽车零部件巨头德尔福公司以及几家汽车涂料供应商与AEB合作。董事会的副主席是退役海军上将阿奇·克莱明斯，曾任太平洋舰队司令，他帮助AEB探索军事应用——包括摧毁生物和化学武器——为五角大楼和国土安全部服务。

束可以以两种基本方式使用：触发化学反应，这些反应是涂料和粘合剂应用的基础；或者，相反，打破碳键，这对于灭菌很有用。在前一种类别中，大约有30家公司正在研究AEB的原型，包括3M（MMM ）巴克斯特国际（BAX ）和阳光化学。涂料可能是最早实现的用途之一，因为电子“快速固化”涂料。汽车行业中，传统的涂料线“非常昂贵且耗时，[AEB的技术]具有巨大的潜力，”汽车研究中心主席大卫·E·科尔说。电子束发射器可以替代目前用于烘烤涂料干燥的高能耗烤箱，同时消除对污染溶剂的需求。这项技术似乎也可能激发各种新材料的出现。小型发射器是“一项突破，”3M的研究科学家道格拉斯·韦斯说，他正在测试AEB的设备。“这将帮助我们制造更好的粘合剂。”

至于灭菌，传统的电子束发射器在2001年引起了关注，当时邮局将其对准被认为受到炭疽孢子污染的邮件堆。AEB更便宜、便携的机器可以直接放置在生产线上，以灭菌从饮料容器到医疗设备的所有物品。这可能导致“更安全、更好的血液采集系统，以及化疗和其他药物的输送，”巴克斯特研究员阿奇·伍德沃斯说。在建筑通风系统中，它们可以消灭空气中的炭疽或SARS。屏蔽设备还可以在掩体或坦克中使用，以对抗化学武器。

这些想法不会在一夜之间实现。AEB董事会主席舒尔茨表示，商业化的推进应该在明年开始，但在食品和药物管理局监管的领域，采用可能需要更长时间。不过，最终，低成本的电子束机器似乎注定会大量涌现——开启一个可能有朝一日被称为电子时代的新时代。

威廉·C·西蒙兹在马萨诸塞州威尔明顿