我國(guó)納米綠色印刷技術(shù)領(lǐng)先世界

【中國(guó)包裝網(wǎng)訊】不用感光沖洗，也不產(chǎn)生廢水廢液，報(bào)紙、書籍的版樣就可以打印出來(lái)；電腦、手機(jī)的線路板，不用刻蝕，同樣也可以輕松打印出來(lái)……這些看似神奇的技術(shù)，在我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的努力下已成為現(xiàn)實(shí)。

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(shì)，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。

傳統(tǒng)的激光照排制版就像相機(jī)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(huì)產(chǎn)生大量污染。即使目前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)，也需要感光預(yù)涂層和化學(xué)處理過(guò)程。而納米綠色印刷技術(shù)則完全不需要暗室和曝光過(guò)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。

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(chǎng)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(tái)看似不起眼的制版機(jī)，工作人員正將一張鋁板放進(jìn)其中一臺(tái)機(jī)器內(nèi)，不到3分鐘，一張印版就從機(jī)器尾端出來(lái)了。沒(méi)有刺鼻的化學(xué)藥水味，沒(méi)有排污的管道，甚至沒(méi)有大的噪音，整個(gè)制版過(guò)程就輕而易舉地完成了。

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員宋延林解釋說(shuō)，納米綠色印刷制版技術(shù)的原理就是在親水的板材上打印出納米材料形成的親油的圖文區(qū)，通過(guò)親油和親水的差異形成圖文區(qū)和空白區(qū)的差別。制版的板材本身是親水性質(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(jī)印刷著墨時(shí)，打印有親油納米材料的區(qū)域就得到圖片和文字，而沒(méi)有打印親油納米材料的區(qū)域還是空白。

避免感光和沖洗過(guò)程，通過(guò)納米材料對(duì)表面親水、親油性的控制，完成直接打印圖案的過(guò)程，這個(gè)道理聽起來(lái)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(gè)思路時(shí)，便備受業(yè)界質(zhì)疑：“如果這個(gè)方法確實(shí)可行，那國(guó)外科研人員和大公司為何遲遲不去做？”

對(duì)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(lái)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(méi)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(guó)際巨頭都是靠感光材料起家，面對(duì)非感光的新技術(shù)就很難取舍，“而這正是我們的機(jī)會(huì)”。

如果說(shuō)遇到好的機(jī)遇更多是憑借眼光和運(yùn)氣，那么，能否抓住機(jī)遇和應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)并最終走向成功，則往往取決于膽識(shí)、決心和能力。

堅(jiān)定信心之后，2004年，宋延林和兩個(gè)同事組成了研究小組，利用幾萬(wàn)元啟動(dòng)資金，在化學(xué)所一個(gè)簡(jiǎn)陋的地下室里開始了最初的研究工作。

經(jīng)過(guò)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(tái)樣機(jī)，并給出版社打印出第一批產(chǎn)品。

宋延林至今對(duì)當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景記憶深刻?！霸诮o出版社交付第一批產(chǎn)品的前夜，我們幾個(gè)人整整熬了一個(gè)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?！?

宋延林說(shuō)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)史上，中國(guó)提出的理論體系比較少，自己的夢(mèng)想是形成中國(guó)在綠色印刷領(lǐng)域的理論和技術(shù)體系。他首先想到的，就是提出納米綠色印刷三定律。

“對(duì)一個(gè)印刷圖形來(lái)講，最重要的就是點(diǎn)、線和面的控制，如果你能做到最小的點(diǎn)、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(diǎn)的問(wèn)題，完成第一個(gè)定律。”宋延林說(shuō)。

如何控制液滴在固體表面的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，這會(huì)遇到一個(gè)國(guó)際性難題——“咖啡環(huán)效應(yīng)”，即一個(gè)墨滴從打印的噴孔噴出后會(huì)擴(kuò)散，比噴孔孔徑要大。如果能控制讓墨滴不是擴(kuò)大而是縮小，便解決了最小點(diǎn)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)攻關(guān)，宋延林團(tuán)隊(duì)做到了用一個(gè)25微米的噴孔打印機(jī)打出一個(gè)1.6微米的點(diǎn)。

“做出這個(gè)結(jié)果之后，我跟大家說(shuō)，現(xiàn)在這個(gè)結(jié)果只能算是一個(gè)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?！彼窝恿终f(shuō)。

最終，在堅(jiān)持不懈的努力下，宋延林團(tuán)隊(duì)可以做到對(duì)墨滴大小甚至是取向精準(zhǔn)自如的控制?！拔覀儸F(xiàn)在可以做到由納米顆粒組成的墨滴形成非常均勻的點(diǎn)，并能讓一個(gè)墨滴由一個(gè)、兩個(gè)到幾個(gè)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(gè)液滴融合后常常會(huì)形成一個(gè)更大的液滴或波浪線。”

宋延林說(shuō)，自己給團(tuán)隊(duì)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。