不用感光沖洗，也不產生廢水，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，同樣可以輕松打印出來……
這些看似神奇的技術，在中科院化學所科研人員的努力下已經變成現實。以宋延林研究員為代表的“納米材料綠色印刷”技術團隊，目前正在“印刷制造”的道路上高歌猛進。日前，記者來到中科院化學所位于北京懷柔的產業化基地，現場感受了納米印刷技術的神奇魅力。
革命性變革
“目前印刷業的發展仍然呈現增長勢頭。2013年，中國的印刷行業總產值達10398.5億元，預計‘十二五’末期達到1.1萬億元。”宋延林介紹，但印刷行業同樣也是一個高污染行業，每年產生的感光沖洗廢液達百萬噸，有機溶劑排放達數十萬噸，電解氧化廢液、廢水和廢渣等達千萬噸。同樣，傳統的印刷電路板行業也對環境產生巨大污染，生產廢液中含大量重金屬離子，嚴重污染環境。
宋延林說：“納米綠色印刷制造技術是對傳統印刷產業和印刷電路板行業的革命性變革，可以從源頭防止這些污染的產生。”
納米綠色印刷制造的核心理念是將納米材料和印刷技術相結合，實現印刷產業的綠色化、功能化、立體化和器件化。傳統印刷制版的原理是感光成像、化學顯影，而綠色印刷制版技術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出親水的空白區和親墨的圖文區，就可以直接印刷了。這種技術，完全不需要暗室和曝光過程，也不產生廢水和廢液，“成本還比傳統激光照排制版便宜三分之一以上，以后還可以繼續降低”。
在中科納新的生產車間內，記者剛好遇到一批來印刷教材的客戶。他們將電子版傳到車間的電腦上后，工作人員操作一臺約1米高的制版設備，熟練地將一張版材放入，不到3分鐘，一張印版就完成了。經過固化后上機印刷，這本教材的第一頁就印了出來。整個制版過程在不到10平方米的空間內完成，沒有噪音，也沒有任何其他污染物產生，真正實現了全程綠色。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
“這項技術是中科院的a類先導專項‘變革性納米產業制造技術聚焦’的核心任務之一。2009年，我們就開始進行綠色制版技術的中試研究，目前已在印刷行業逐步推廣，并形成了包括綠色制版、綠色版基和綠色油墨在內的完整的綠色印刷制造產業鏈技術。我們印刷的第一份報紙，就是《北京日報》集團下面的《京郊日報》。”宋延林自豪地說。
宋延林的“綠色印刷電子”之路，也在穩步推進。他們已經利用這項技術，制作電子標簽和各種票證，在物聯網領域廣泛應用。“舉個例子，我們使用的地鐵票里面就有芯片和電路。目前，印制地鐵票的技術已全面通過考核，從根本上消除污染的同時，極大地降低了成本。”
在印刷電路的車間，記者注意到，通過技術團隊研發的設備和油墨，可以直接印刷頭發絲粗細的電路。“這項技術我們還在繼續改進，未來像身份證這樣的各種證件，包括手機觸摸屏，也可以通過印刷制備出來。”宋延林還介紹，目前，他們的技術已經實現了在塑料、紡織面料和玻璃、陶瓷等多種材料上的圖案打印，可以解決傳統生產過程的高污染和高能耗問題。
撬動大產業
在宋延林的展望中，納米材料綠色印刷制造技術有著廣闊的應用前景，是對多個傳統行業制造技術的革命，也將催生很多戰略新興產業。這項技術發展成熟后，可以應用在電子紙、電子服裝、物聯網、柔性顯示、電子裝飾、太陽能電池、照明導線、傳感器等諸多產業。
“納米綠色印刷制造技術能夠撬動很多大的產業。”宋延林說。
在納米材料綠色印刷制造領域，宋延林領銜的技術團隊正走在世界的前列。他們從印刷技術的原理突破出發，在最基本的墨點尺寸與融合的控制方面取得了創新的研究成果，并率先實現了應用，其理念和思路都是引領性的，也受到國內外產業界的廣泛關注和跟蹤。
“但我們并不擔心。在這些技術方面，我們有一些關鍵性的專利布局，也有著深厚的基礎科學與技術研究積累。隨著這項技術的日臻成熟，其變革性會逐漸顯現，將會極大地影響和改變人們的生活和工作方式。”宋延林說。


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