我國納米綠色印刷技術(shù)在世界印刷領(lǐng)域全面領(lǐng)先

科技是國家強盛之基，創(chuàng)新是民族進步之魂。當(dāng)今世界，誰牽住了科技創(chuàng)新這個“牛鼻子”，誰走好了科技創(chuàng)新這步先手棋，誰就能占領(lǐng)先機、贏得優(yōu)勢。

　　經(jīng)過多年的奮斗，我國的科技創(chuàng)新正由過去的跟跑為主，進入跟跑、并跑、領(lǐng)跑三者并存階段，開始涌現(xiàn)出一些領(lǐng)跑世界的科研成果和研究團隊。跟跑易、領(lǐng)跑難，科學(xué)上的每一個“第一”，都來之不易。這些團隊是如何在競爭日益白熱化的全球科技創(chuàng)新賽場上領(lǐng)先的？領(lǐng)跑的背后有哪些內(nèi)在規(guī)律？   　　從今天起，科技視野版推出“他們?yōu)楹文茴I(lǐng)跑”系列報道，和您一起走近那些令國際同行羨慕的科研團隊，探究他們領(lǐng)跑世界的“秘密”。期待廣大科技工作者增強創(chuàng)新自信，敢于擔(dān)當(dāng)，勇于超越，在更多科技領(lǐng)域成為領(lǐng)跑者，更好發(fā)揮創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展第一動力作用。   　　——編 者   　　不用感光沖洗，也不產(chǎn)生廢水廢液，報紙、書籍的版樣就可以打印出來；電腦、手機的線路板，不用刻蝕，同樣也可以輕松打印出來……這些看似神奇的技術(shù)，在我國科研團隊的努力下已成為現(xiàn)實。   　　這就是在世界印刷領(lǐng)域全面領(lǐng)先的納米綠色印刷技術(shù)，它憑借分辨率高、節(jié)能環(huán)保和成本低等優(yōu)勢，在印刷產(chǎn)業(yè)和印刷電路板行業(yè)產(chǎn)生了革命性變革。   　　在研發(fā)技術(shù)的10余年里，中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員宋延林帶領(lǐng)團隊共發(fā)表SCI收錄論文230余篇，被他人引用8000余次；申請國際和中國發(fā)明專利70多項，在多個國家獲授權(quán)發(fā)明專利50多項；納米綠色印刷制版技術(shù)在形成系統(tǒng)自主知識產(chǎn)權(quán)后，建成了完整的生產(chǎn)線和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，從源頭上解決了傳統(tǒng)制版的污染排放問題。   　　柯達(dá)等國際巨頭都是靠感光材料起家，面對非感光的新技術(shù)就很難取舍，而這正是我們的機會   　　傳統(tǒng)的激光照排制版就像相機膠卷一樣需要曝光顯像，其使用的顯影、定影液等化學(xué)物質(zhì)會產(chǎn)生大量污染。即使目前最先進的計算機直接制版技術(shù)，也需要感光預(yù)涂層和化學(xué)處理過程。而納米綠色印刷技術(shù)則完全不需要暗室和曝光過程，也不產(chǎn)生廢水和廢液，成本還比傳統(tǒng)激光照排制版便宜1/3以上。“打個比方，傳統(tǒng)的激光照排相當(dāng)于"膠片照相機"，較先進的計算機直接制版技術(shù)相當(dāng)于"拍立得"，而納米綠色制版技術(shù)就像是"數(shù)碼相機"。”宋延林說。   　　在位于北京懷柔的中科院化學(xué)所納米綠色印刷產(chǎn)業(yè)化基地，記者現(xiàn)場感受了納米綠色印刷技術(shù)的神奇魅力。只見生產(chǎn)車間里擺放著幾臺看似不起眼的制版機，工作人員正將一張鋁板放進其中一臺機器內(nèi)，不到3分鐘，一張印版就從機器尾端出來了。沒有刺鼻的化學(xué)藥水味，沒有排污的管道，甚至沒有大的噪音，整個制版過程就輕而易舉地完成了。   　　宋延林解釋說，納米綠色印刷制版技術(shù)的原理就是在親水的版材上打印出納米材料形成的親油的圖文區(qū)，通過親油和親水的差異形成圖文區(qū)和空白區(qū)的差別。制版的版材本身是親水性質(zhì)，這使它不沾染油性的油墨；而印刷品上的圖文區(qū)，則打印上親油的納米材料。這樣，當(dāng)印版上機印刷著墨時，打印有親油納米材料的區(qū)域就得到圖片和文字，而沒有打印親油納米材料的區(qū)域還是空白。   　　“納米綠色印刷技術(shù)用納米涂層取代原來電解氧化的過程，用納米材料打印制版代替曝光成像，用水性墨代替溶劑性墨，可從源頭上解決印刷產(chǎn)業(yè)鏈中80%以上的污染。”宋延林說。   　　避免感光和沖洗過程，通過納米材料對表面親水、親油性的控制，完成直接打印圖案的過程，這個道理聽起來似乎并不復(fù)雜。   　　然而，10多年前，當(dāng)宋延林第一次提出這個思路時，便備受業(yè)界質(zhì)疑：“如果這個方法確實可行，那國外科研人員和大公司為何遲遲不去做？”   　　對此，宋延林的回答是，數(shù)碼照相技術(shù)最早是柯達(dá)公司研發(fā)出來的，但由于與其核心感光材料產(chǎn)業(yè)沖突，柯達(dá)猶豫不決最終導(dǎo)致他們沒有在數(shù)碼照相領(lǐng)域引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)。印刷行業(yè)也是如此，柯達(dá)、富士、愛克發(fā)等國際巨頭都是靠感光材料起家，面對非感光的新技術(shù)就很難取舍，“而這正是我們的機會”。   　　做真正原創(chuàng)性的研究，就一定要敢于挑戰(zhàn)別人沒做過、做不到的事情，并且要有非常強的自信心，堅信自己能夠做成   　　如果說遇到好的機遇更多是憑借眼光和運氣，那么，能否抓住機遇和應(yīng)對挑戰(zhàn)并最終走向成功，則往往取決于膽識、決心和能力。   　　宋延林常用一句話鞭策自己，即人能通過創(chuàng)新和堅持，把“不可能”變?yōu)?ldquo;我能夠”。   　　宋延林說：“做真正原創(chuàng)性的研究，就一定要敢于挑戰(zhàn)別人沒做過、做不到的事情，并且要有非常強的自信心，堅信自己能夠做成。但也不能盲目自信，而是要基于自己對科學(xué)研究的深入認(rèn)識。在很多人都質(zhì)疑的情況下，我還要堅持研發(fā)納米綠色印刷技術(shù)，一是要挑戰(zhàn)不可能，二是我覺得它符合科學(xué)的原理，原理行得通，我才去努力。”   　　堅定信心之后，2004年，宋延林和兩個同事組成了研究小組，利用幾萬元啟動資金，在化學(xué)所一個簡陋的地下室里開始了最初的研究工作。   　　一直以來，在印刷領(lǐng)域，中國走的是跟蹤路線，要么買產(chǎn)品，要么買生產(chǎn)線，要么就是買別人的企業(yè)然后把技術(shù)帶回來。而宋延林要做的這個納米印刷技術(shù)是國外沒有的，所以沒有任何一個成型的技術(shù)可以借鑒。   　　“不光是技術(shù)，從設(shè)備到軟件都需要自己來開發(fā)。所有的用戶都希望拿到手的是一套完整成熟的生產(chǎn)線，只需按按鈕就能得到產(chǎn)品，所以，即使是我們不擅長的設(shè)備和軟件難題，也得努力去攻克。”宋延林說。   　　經(jīng)過4年多艱苦摸索和不斷創(chuàng)新，2009年，在小小的地下室里，宋延林等人最終研制出納米材料綠色制版的第一臺樣機，并給出版社打印出第一批產(chǎn)品。   　　宋延林至今對當(dāng)時的場景記憶深刻。“在給出版社交付第一批產(chǎn)品的前夜，我們幾個人整整熬了一個通宵，生怕出任何閃失。第二天捧著精美的打印產(chǎn)品，真是百感交集。”   　　你做到的要是世界上最好的結(jié)果，而不要滿足于是最好的結(jié)果之一。哪怕是很小的一件事，都要做到極致   　　宋延林說，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)史上，中國提出的理論體系比較少，自己的夢想是形成中國在綠色印刷領(lǐng)域的理論和技術(shù)體系。   　　之所以有這樣的想法，源于宋延林受到的一次強烈“刺激”。宋延林曾陪同一些國外專家來中國參觀綠色納米印刷產(chǎn)業(yè)基地。當(dāng)他為他們講解畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)時，一位德國專家當(dāng)即表示不認(rèn)可，稱活字印刷應(yīng)該是德國的古登堡發(fā)明的，而畢昇只是一個傳說。   　　“當(dāng)時我很不服氣，可后來我去慕尼黑德意志博物館參觀時，發(fā)現(xiàn)確有關(guān)于古登堡發(fā)明活字印刷的展覽和詳盡記錄，古登堡哪一年鑄造了鉛字，什么時候制出第一臺樣機，記錄和實物都非常完整。而回頭看畢昇發(fā)明活字印刷的歷史，有記錄的僅僅是《夢溪筆談》里的記載。”宋延林說，“當(dāng)時我就下決心，一定要讓我們的納米綠色印刷技術(shù)被世界承認(rèn)，要做到這一點就必須有自己完整的理論和技術(shù)體系。”   　　宋延林團隊首先想到的，就是提出納米綠色印刷三定律。   　　“對一個印刷圖形來講，最重要的就是點、線和面的控制，如果你能做到最小的點、最細(xì)的線、最平的面，你的印刷質(zhì)量一定是最高的。在這里我們要首先解決最小點的問題，完成第一個定律。”宋延林說。   　　如何控制液滴在固體表面的擴散和轉(zhuǎn)移，這會遇到一個國際性難題——“咖啡環(huán)效應(yīng)”，即一個墨滴從打印的噴孔噴出后會擴散，比噴孔孔徑要大。如果能控制讓墨滴不是擴大而是縮小，便解決了最小點的問題。經(jīng)過攻關(guān)，宋延林團隊做到了用一個25微米的噴孔打印機打出一個1.6微米的點。   　　“做出這個結(jié)果之后，我跟大家說，現(xiàn)在這個結(jié)果只能算是一個偶然，還不能成為常態(tài)，所以我們得繼續(xù)努力，不要急于發(fā)表論文，要做就做到極致。”宋延林說。   　　最終，在堅持不懈的努力下，宋延林團隊可以做到對墨滴大小甚至是取向精準(zhǔn)自如的控制。“我們現(xiàn)在可以做到由納米顆粒組成的墨滴形成非常均勻的點，并能讓一個墨滴由一個、兩個到幾個數(shù)目可控的納米顆粒形成。在此基礎(chǔ)上，我們還能做到讓納米顆粒像糖葫蘆一樣串成一條直線，而之前兩個液滴融合后常常會形成一個更大的液滴或波浪線。”   　　宋延林說，自己給團隊成員和學(xué)生設(shè)定的要求是，你做到的要是世界上最好的結(jié)果，而不要滿足于是最好的結(jié)果之一。哪怕是很小的一件事，都要做到極致。