纳米印刷

 ——鼠标一点 告别污染

                                                                                                    文 郑金武

       在科技的变革之路上，有一群向着理想奔跑着的人，他们需要翻山越岭、跋山涉水，要突破无数的障碍才能看到最终的曙光。宋延林就是奔跑着的那一群人中的一员。

       “这是最近利用我们的纳米制版印刷技术，打印的各种图样。”在宋延林的办公室，宋延林向记者展示了基于纳米制版技术的各种打印样品。生动艳丽、栩栩如生的图样让人耳目一新。

       专家们认定，中科院化学所的纳米材料绿色制版技术，彻底解决了印刷制版过程中的污染和资源耗费问题，加快了印刷业的“数字化、绿色化”进程，未来将打造百亿元的产业链。基于该技术，2009年8月，由中科院化学所、联想投资、联想控股和TCL、里奥投资等著名科研机构和企业共同发起成立了北京中科纳新印刷技术有限公司（简称中科纳新）。

       项目负责人、中科院化学所研究员宋延林告诉记者，纳米材料绿色制版技术已在北京日报社印刷厂进行数个月的现场制版印刷试点，虽然从“外观”上难以分辨与其他报纸有多大区别，但该技术对减少污染、降低成本的作用是显而易见的。

       “我们还在深入研究纳米印刷中的深层次问题。”宋延林说，目前团队还在持续完善纳米印刷技术，以期让纳米印刷更加完美。

有心人的灵光乍现

       一次偶然的机会，宋延林去中科院下属的一个印刷厂印资料，闲谈中，印刷厂的工作人员向宋延林诉说了印刷制版过程中的种种弊端。

       当时，宋延林从事的研究领域是纳米材料。对于印刷过程中暴露的诸多问题，宋延林平时也有所耳闻，但始终没在意。而今听印刷厂工作人员的诉说，不禁灵光一闪：如果运用纳米材料，直接打印形成具有相反浸润性(超亲油/亲水)的图文区和非图文区，就可以避开现有印刷制版技术的种种弊端。

       宋延林立刻着手实验自己的想法，抛开感光成像的思路，提出基于纳米材料亲/疏水可控转换原理的打印制版技术，在实验室很快获得了成功。

 纳米材料绿色印刷制版技术与现有印刷制版技术在基本原理上存在很大区别。基于纳米材料研发的绿色印刷制版技术，将特制的纳米复合转印材料直接精确打印在超亲水的版材上，通过纳米尺度界面性质的调控，在打印区和非打印区形成具有相反浸润性（超亲油/亲水）的纳米微区（图文区和非图文区），从而实现直接制版印刷。

       该技术路线彻底摒弃了感光成像的技术思路，其优势显而易见：一是省去了感光预涂层及其冲洗化学品，在根本消除环境污染的同时大大降低了成本；二是大大简化了制版流程，无须暗室避光操作，并省去曝光、冲洗、晒版等环节；三是直接在印版上打印图文，减少了图像转移次数，图像再现性好，无须拼版、修版，因而图文质量大大提高。

未来梦想

       “鼠标一点，轻松制版；成本低廉，告别污染”，这是宋延林以及他的团队研究的纳米绿色制版技术的形象描述。多数人还认为这是个遥不可及的梦想，但这项新技术已开始收到成效，在众多的印刷企业得到了示范应用。

       “不避光、无污染、成本低、可回收”，这无疑将感光成像所具有的缺陷都成功避免，有专家用一个很形象的词来形容——“弃暗投明”，没有暗室操作，不用感光成像，大大降低了成本，也避免了污染的过程。

       实现绿色印刷，不仅仅是普通书刊报纸的印刷制版，宋延林所梦想的是解决整个印刷工业的污染。“我们要做的是解决整个印刷过程的主要污染，一个是绿色制版，解决废液排放；一个是印刷铝版基的绿色制备，解决高耗能和废酸、废渣污染问题；一个是绿色印刷油墨，解决VOC 排放和溶剂残留，特别是食品的塑料包装的印刷。”

       “我们还要将打印作为平台技术，向很多重要行业延伸。”宋延林说，比如电子行业的印刷线路板，它的制造过程和印刷制版是十分类似的，也是一个曝光腐蚀的重污染过程，目前我们在绿色制造技术方面已经有了重要突破。

       此外，这个技术还能应用于太阳能电池、生物芯片等新兴行业，以及建材、印染等重要传统行业，如玻璃、瓷砖、纺织品上的彩色图案可以通过打印、印刷的方法实现。不仅可以满足个性化的需求，更解决了原来生产过程中的高耗能和高污染问题。

       在实验室我们看到，一个LED灯泡连接到打印在纸张上的电路上，灯泡亮了。这在很多人看来是不可思议的事，已经变成了现实。将来，这个以绿色印刷为开端的技术，或许将引发中国众多的产业的绿色革命。

       2011年，在市科委支持下，北京市纳米材料绿色打印印刷工程技术研究中心宣告成立，这无疑将为宋延林以及他的团队创造了更优越的研发环境。

       中国的印刷业是巨大的产业，2010年印刷业总产值达到6300亿元人民币，国家新闻出版总署预计“十二五”末要达到1.1万亿元。而对大多数中国人来说，印刷术不仅是传承了古老的华夏文明的四大发明之一，更寄托着中国人的光荣和梦想。而纳米制版印刷，将为这个产业发展带来新的生机。

产业化探索

       宋延林介绍，以往国内的许多产品研发，主要是针对国外已有技术体系中的某些环节有所突破，实现部分进口产品替代和国产化。而纳米材料绿色印刷制版技术属于全新的技术，没有可以借鉴的产业化经验，设备设计制造、软硬件配合等产业链的各个环节都需要从头做起，挑战无处不在。

       作为科研成果，纳米材料绿色制版技术已经得到了成功验证，但对于企业应用来讲，产品的易用、可靠显得更加重要。在成果应用取得一定成绩后，如何继续推动产业化的问题摆在了宋延林的面前。

       在北京市与中科院科技合作的大框架下，2009年8月，由中科院化学所、联想投资、联想控股和TCL、里奥投资等著名科研机构和企业共同发起成立了北京中科纳新印刷技术有限公司，使纳米材料绿色制版技术的产业化迈出了坚实的一步。

坚信未来前景光明

       目前，中科纳通公司的“绿色打印RFID电子标签“项目成为第一批进入怀柔纳米产业园的项目。该基地将为中科纳新下一步发展提供空间，更将成为宋延林实现其梦想的舞台。

       在资本力量的帮助之下，中科纳新很快有了市场动作。中科纳新确定的模式是，通过制版示范中心和示范企业的方式进行以市场推广。首先通过示范点的建立进行市场，然后进行产业基地和应用的复制。只有把第一阶段的“点”踩实了，后面才能实现市场扩张。

       目前，中科纳新在报业领域即将与北京日报社等合作进行示范应用，书刊领域则与中科印刷展开了合作。

       “通过在报业、书刊和包装印刷企业进行试点，我们可以根据细分的行业研发出针对性的设备和材料。”宋延林说，目前，纳米材料绿色制版技术的规模推广工作正在进行中。

       宋延林对中科纳新的发展前景充满了信心：“中国印刷行业市场非常大，我们的技术具有环保和成本优势，将对材料、设备、软件等印刷行业相关企业形成带动作用，具有广阔的发展前景。公司的发展目标是五年销售几个亿；10年带动上百亿的产业。”