納米綠色印刷“打”出個(gè)綠色世界 不用感光沖洗，也不產(chǎn)生廢水，報(bào)紙、書籍的版樣就可以打印出來；電腦、手機(jī)的線路板，不用刻蝕，同樣可以輕松打印出來……
這些看似神奇的技術(shù)，在中科院化學(xué)所科研人員的努力下已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)。以宋延林研究員為代表的“納米材料綠色印刷”技術(shù)團(tuán)隊(duì)，目前正在“印刷制造”的道路上高歌猛進(jìn)。日前，《中國科學(xué)報(bào)》記者來到中科院化學(xué)所位于北京懷柔的產(chǎn)業(yè)化基地，現(xiàn)場(chǎng)感受了納米印刷技術(shù)的神奇魅力。
革命性變革
“目前印刷業(yè)的發(fā)展仍然呈現(xiàn)增長勢(shì)頭。2013年，中國的印刷行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)10398.5億元，預(yù)計(jì)‘十二五’末期達(dá)到1.1萬億元。”宋延林介紹，但印刷行業(yè)同樣也是一個(gè)高污染行業(yè)，每年產(chǎn)生的感光沖洗廢液達(dá)百萬噸，有機(jī)溶劑排放達(dá)數(shù)十萬噸，電解氧化廢液、廢水和廢渣等達(dá)千萬噸。同樣，傳統(tǒng)的印刷電路板行業(yè)也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大污染，生產(chǎn)廢液中含大量重金屬離子，嚴(yán)重污染環(huán)境。
宋延林說：“納米綠色印刷制造技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)印刷產(chǎn)業(yè)和印刷電路板行業(yè)的革命性變革，可以從源頭防止這些污染的產(chǎn)生。”
納米綠色印刷制造的核心理念是將納米材料和印刷技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)印刷產(chǎn)業(yè)的綠色化、功能化、立體化和器件化。傳統(tǒng)印刷制版的原理是感光成像、化學(xué)顯影，而綠色印刷制版技術(shù)是利用納米材料制作出特殊的板材和墨水，直接打印使印版表面呈現(xiàn)出親水的空白區(qū)和親墨的圖文區(qū)，就可以直接印刷了。這種技術(shù)，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)激光照排制版便宜三分之一以上，以后還可以繼續(xù)降低”。
在中科納新的生產(chǎn)車間內(nèi)，記者剛好遇到一批來印刷教材的客戶。他們將電子版?zhèn)鞯杰囬g的電腦上后，工作人員操作一臺(tái)約1米高的制版設(shè)備，熟練地將一張版材放入，不到3分鐘，一張印版就完成了。經(jīng)過固化后上機(jī)印刷，這本教材的第一頁就印了出來。整個(gè)制版過程在不到10平方米的空間內(nèi)完成，沒有噪音，也沒有任何其他污染物產(chǎn)生，真正實(shí)現(xiàn)了全程綠色。看著清晰的版樣，前來印刷教材的客戶連連叫好。
多材料打印
“這項(xiàng)技術(shù)是中科院的A類先導(dǎo)專項(xiàng)‘變革性納米產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)聚焦’的核心任務(wù)之一。2009年，我們就開始進(jìn)行綠色制版技術(shù)的中試研究，目前已在印刷行業(yè)逐步推廣，并形成了包括綠色制版、綠色版基和綠色油墨在內(nèi)的完整的綠色印刷制造產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)。我們印刷的第一份報(bào)紙，就是《北京日?qǐng)?bào)》集團(tuán)下面的《京郊日?qǐng)?bào)》。”宋延林自豪地說。
宋延林的“綠色印刷電子”之路，也在穩(wěn)步推進(jìn)。他們已經(jīng)利用這項(xiàng)技術(shù)，制作電子標(biāo)簽和各種票證，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。“舉個(gè)例子，我們使用的地鐵票里面就有芯片和電路。目前，印制地鐵票的技術(shù)已全面通過考核，從根本上消除污染的同時(shí)，極大地降低了成本。”
在印刷電路的車間，記者注意到，通過技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的設(shè)備和油墨，可以直接印刷頭發(fā)絲粗細(xì)的電路。“這項(xiàng)技術(shù)我們還在繼續(xù)改進(jìn)，未來像身份證這樣的各種證件，包括手機(jī)觸摸屏，也可以通過印刷制備出來。”宋延林還介紹，目前，他們的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在塑料、紡織面料和玻璃、陶瓷等多種材料上的圖案打印，可以解決傳統(tǒng)生產(chǎn)過程的高污染和高能耗問題。
撬動(dòng)大產(chǎn)業(yè)
在宋延林的展望中，納米材料綠色印刷制造技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景，是對(duì)多個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)制造技術(shù)的革命，也將催生很多戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展成熟后，可以應(yīng)用在電子紙、電子服裝、物聯(lián)網(wǎng)、柔性顯示、電子裝飾、太陽能電池、照明導(dǎo)線、傳感器等諸多產(chǎn)業(yè)。
“納米綠色印刷制造技術(shù)能夠撬動(dòng)很多大的產(chǎn)業(yè)。”宋延林說。
在納米材料綠色印刷制造領(lǐng)域，宋延林領(lǐng)銜的技術(shù)團(tuán)隊(duì)正走在世界的前列。他們從印刷技術(shù)的原理突破出發(fā)，在最基本的墨點(diǎn)尺寸與融合的控制方面取得了創(chuàng)新的研究成果，并率先實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，其理念和思路都是引領(lǐng)性的，也受到國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注和跟蹤。
“但我們并不擔(dān)心。在這些技術(shù)方面，我們有一些關(guān)鍵性的專利布局，也有著深厚的基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)研究積累。隨著這項(xiàng)技術(shù)的日臻成熟，其變革性會(huì)逐漸顯現(xiàn)，將會(huì)極大地影響和改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞健?rdquo;宋延林說。
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