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[宋延林:领跑绿色印刷] 中科院化学所宋延林

发布时间:2019-07-07 03:59:43 影响了:

  领跑者通常是孤独的,因为前面没有追踪的目标,甚至看不到终点。宋延林说这对发展中的中国是一个考验:中国要实现从“中国制造”到“中国创造”的跨越,必须从习惯做“跟跑者”到有勇气和自信做“领跑者”。他领导团队研发的纳米材料绿色制版技术,可以通俗地概括为16个字——“鼠标一点,轻松制版,成本低廉,告别污染。”对于印刷制版技术而言,这是不同于目前感光成像思路的大胆探索;对于宋延林本人来说,这是自信满满的“中国式领跑”。
  “弃暗投明”的新技术
  宋延林笑着说,走上“纳米材料绿色制版技术”的研发之路,始自一次“意外”。
  那是1995年,正在攻读博士学位的宋延林,琢磨着自己关于信息存储材料的研究工作。他不想重复别人的材料体系,于是有了一个大胆的想法:既然当时国际上主流的信息存储材料是无机材料,那么自己就挑战一下有机材料。
  这在当时并不被人看好,但他与合作伙伴最终成功地将信息存储点的尺寸从 十几个纳米缩小至1.3个纳米。相关论文很快被国际权威学术期刊接受发表,研究成果亦被两院院士评选为1997年“中国十大科技进展”之一。“这给了我一个很大的启发,不是国外没有做过的事情就不能做。以前中国人总觉得引领科技进步的一定是西方国家,我们只能一味追赶,似乎最好的成绩也只能是缩小与国际先进水平的差距。但事实不应该是这样。”
  从那天开始,宋延林就打定主意,要做与别人不一样的东西。多年以后,灵感聚焦于“印刷技术”。
  从成像原理来看,印刷技术的发展可以划分为两大阶段:首先是“物理成像阶段”, 基于物理凹凸结构成像,譬如雕版印刷、木活字印刷、铅字印刷。接下来是“化学成像阶段”,基于化学感光成像,主要有两种技术,一种是激光照排技术,上世纪80年代由王选院士主持研发的汉字激光照排技术,目前仍是中国印刷业的主流技术;另一种是国际上流行的计算机直接制版(CTP)技术。
  但无论是激光照排技术还是CTP技术,都是感光成像的过程。激光照排的过程与胶卷曝光类似:先将计算机处理的信息通过激光扫描到感光胶片上,再通过曝光、显影、定影得到一张底片,底片在涂有感光层的PS版上重复曝光、显影、冲洗的过程,得到最终印版。
  “事实上,高质量的信息传输,应尽可能减少信息转换的环节。有没有一种办法,可以直接打印出印版,省略化学显影过程呢?”
  宋延林首先考虑的是确定印版的材料要求。对于印刷而言,印版的图文区需要“沾油墨”,空白区则“不沾油墨”。高质量的印刷,要求两个区域必须形成足够大的反差,否则很容易“糊版”。宋延林根据信息存储中提高信噪比的要求和纳米材料控制表面性质的研究基础,在印版表面形成特殊的纳米结构,确保图文区和空白区有足够的反差,且界面清晰。
  不过事情远没有大功告成,“耐印力”成为紧跟着必须面对的挑战。“如果要让这项技术走向市场,必须确保它可以满足常规生产要求。目前主流印刷版材的耐印力,比如印刷普通报纸,需要在10万份以上。最终我们通过纳米材料的复合增强,使新版材的耐印力达到同一水准。”
  所谓“复合增强”,打个通俗的比方,和增强柏油马路耐磨性类似:只铺沥青的路面极易损坏,在沥青中掺入石子,就大大提高了耐磨性。“虽然听起来简单,但实际操作时,还要保证极其细微的纳米颗粒不团聚,特别是在南方、北方零上40℃至零下40℃的温差下,不沉淀,不堵头,打印出的墨滴大小要与版材表面张力、纳米孔的孔径形成定量可控的关系,实现所有这些,背后是一系列复杂细致的研究工作。”
  除此之外,由于纳米材料绿色制版技术在国际上并无先例可循,因此亦没有成熟的配套设备。为此,技术团队还要开发针对报业、商业和票据类的设备及相应软件。
  当一切都从理论化为现实,一种全新的印刷制版技术横空出世。宋延林一口气描述它的操作原理:“用计算机处理好全部图文信息,直接将印版打印出来,图文区是亲油的,空白区是亲水的,两者反差足够大,足够耐磨。”
  新技术的优势显而易见。首先,传统的化学成像过程,印版与胶片的生产、运输和使用过程都要严格避光,非常麻烦。而纳米材料制版技术,则是基于“非感光”的全新原理,宋延林打趣说,有领导说这是个“弃暗投明”的新技术。
  其次,依赖化学成像形成的印刷产业链,有两大无法根除的污染。
  一是制版的污染。感光成像的化学冲洗过程,是将感光材料全面覆盖在版基上,然后根据实际图文情况,将“图文区”保留,“空白区”侵蚀掉。如此一来,80%以上的感光材料都被浪费,同时造成每年百万吨量级的废液排放。
  二是版基的污染。目前主流印刷制版技术的铝版基制备,实际是一个电解氧化的过程,电解液里的浓酸,会腐蚀消耗铝材,再加之曝光过程中的损耗,大量的铝材变成污染物被浪费,并造成严重的金属离子污染。而废酸用石灰中和后,又会形成大量废渣。
  “纳米材料印刷制版技术是用计算机直接打印制版,没有化学腐蚀过程,既不会形成废液、废渣污染,也不会损失铝材。被消耗的仅仅是打印的墨水,成本优势明显,有可观的利润空间,且可以通过鼠标简便操作。”宋延林说,这是令他自豪的一点。
  他永远都记得,有一期《时代周刊》的封面触目惊心:一只巨大的iphone手机,连接着一座冒着黑烟的工厂,用醒目的字体探讨这只“神器”为什么会选择“made in china”(中国制造),结论有二:一靠“廉价人力”,二靠“超级污染”。“中国留给世界的印象,一定要改一改了!事实证明,我们可以拿出领先、环保的绿色解决方案。”
  再见,试验室!
  2008年,宋延林带着自己的研究成果,参加了由中科院和联想控股共同发起、联想控股主办的“联想之星创业CEO”特训班。首期培训结束时,主办方对参加培训的团队及其商业模式进行了审慎评估,确定投资其中的优秀项目。宋延林的项目被第一个选中。
  他的人生就此面临全新的抉择:是转让技术、回来继续埋头进行实验室研究;还是创办企业,带着技术成果走向市场?

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