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奈米印刷：刷出綠色新視野
發佈日期：2019/07/08 消息來源：環球網科技
把“命門”掌握在自己手中
奈米技術與傳統的印刷術，似乎有些不相關，然而，中科院化學所研究員宋延林開創性的研究讓兩者發生了關係。不同尋常的是，他“定義”的印刷，無需感光沖洗就可以列印製版；不用染料便可以印出絢麗圖片；不必刻蝕也能輕鬆列印出電路板，整個過程中不產生廢水廢液，而且成本低廉……
加法印刷 不吃“別人嚼過的饃”
上世紀90年代，國內市場上幾乎看不見國產品牌列印墨水匣，核心技術被國外企業壟斷，設備和耗材昂貴，讓國內大多數企業望而卻步。
“在中國創新創業，不僅是技術、商業問題，還要對整個社會和國家現狀及發展態勢有深刻理解。”宋延林指出，國家對環保、能源和生態等高度重視。2004年，在國家863計畫支持下，宋延林開發出品質可與國外著名品牌媲美的墨水匣和墨水，價格僅是其十分之一，生產過程完全綠色環保。
但是，宋延林清楚地認識到，將國外做出的東西實現國產化，是吃“別人嚼過的饃”。他要做獨創的技術，從源頭上杜絕傳統印刷製版的污染問題。
2005年，他帶領團隊將目光鎖定在奈米材料綠色製版技術上，通過創新提出領先、環保的“加法印刷”解決方案。
“整個印刷過程中，印版呈現印刷區（親油墨）和非印刷區（親水，不親油墨）兩種相反性質的區域。在親水的版材上列印出奈米材料形成的親油的圖文區，通過兩者之間的差異形成圖文區和空白區，將原來的減法蝕刻工藝變為加法列印。”宋延林解釋說。
“在版材生產技術上，採用奈米塗層取代原來電解氧化的過程，杜絕電解廢液排放；在製版環節，用奈米材料列印製版代替曝光成像，根除感光廢液排放；進一步用水性墨代替溶劑性墨，去除印刷產業鏈中80%以上污染。將來還會用奈米材料結構色消除染料生產和使用過程中的污染。”宋延林指出。
神奇印刷 把“不可能”變為“我能夠”
當一滴咖啡落到桌面，液滴邊緣形成比中間區域顏色深得多的暗環，這種不均勻的沉積現象被稱為“咖啡環效應”，這也正是困擾學術界和工業界多年的國際性難題。
宋延林常用一句話鞭策自身——要通過創新和堅持，把“不可能”變為“我能夠”。經過大量的艱苦實驗，宋延林帶領團隊能夠操控組成墨滴的一個個奈米顆粒如同軍隊一樣服從指令；讓奈米顆粒像糖葫蘆一樣串成一條直線；讓它們如立交橋一樣三維立起。
宋延林團隊能做到用25微米噴孔的印表機打出奈米精度的點，使綠色印刷技術能以更高精度印刷複雜的可穿戴電子器件。相關研究成果先後在《自然⋅通訊》《先進材料》等著名學術期刊發表，並被《自然》《科學》等作為研究亮點報導。
綠色印刷 促進傳統產業升級換代
“所有用戶都希望拿到完整成熟的生產線，一按鈕就能得到最具成本效益的產品，這對研究人員來說是一個艱巨的任務。”宋延林說。
宋延林至今記憶深刻，經過4年多艱苦摸索，2009年在一個簡陋的地下室，他帶領團隊研製出奈米材料綠色製版的第一台樣機。“在給出版社交付首批產品前夜，我們幾個人熬了一個通宵，生怕出任何閃失。第二天捧著精美的印刷品，真是百感交集。”
如今，在北京的奈米綠色印刷產業化基地，不到3分鐘，一張印版即被製成。宋延林表示：“相當於用數碼照相機代替膠捲照相機，奈米材料綠色製版技術將所有資訊在電腦裡處理好，再通過列印直接得到印版，還可以在瓷磚、玻璃和絲綢等紡織面料上列印平面或立體圖案。”
同時，宋延林還提出要推動印刷技術向“綠色化、功能化、立體化、器件化”發展。目前，從綠色印刷、印刷電子到3D列印的綠色印刷製造技術體系，已被納入中國印刷業發展技術路線圖。綠色製版和環保油墨技術銷售到十餘個國家和地區。