作為中科院化學(xué)所 “一三五”規(guī)劃的“三個(gè)重大突破”之一,“納米綠色打印制版技術(shù)”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破并產(chǎn)生了重要影響。
也許在你手頭的報(bào)刊里正在討論節(jié)能環(huán)保話(huà)題,然而書(shū)報(bào)印刷本身卻正在產(chǎn)生大量污染。“綠色印刷”是近年被愈發(fā)關(guān)注和提倡的理念,有賴(lài)于科學(xué)家的不懈創(chuàng)新,一種無(wú)須感光成像、不會(huì)污染環(huán)境、縮短印刷流程的印刷制版技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于實(shí)踐。
不久前,在中科院懷柔科教產(chǎn)業(yè)園,由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員宋延林等人自主研發(fā)的納米材料綠色印刷制版技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地正式建成,這標(biāo)志著該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)。

納米綠色印刷技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地廠(chǎng)房
“棄暗投明”,技術(shù)先行
“這相當(dāng)于從膠卷照相技術(shù)到數(shù)碼成像技術(shù)的進(jìn)步。”課題負(fù)責(zé)人宋延林介紹說(shuō)。
當(dāng)前,無(wú)論是在我國(guó)應(yīng)用率逾七成的激光照排技術(shù),還是國(guó)際上正流行的計(jì)算機(jī)直接制版(CTP)技術(shù),都要經(jīng)歷感光成像過(guò)程,其版基生產(chǎn)和制版過(guò)程不僅高耗能,還將產(chǎn)生印刷過(guò)程的主要污染問(wèn)題:廢液、廢渣排放。
“高質(zhì)量的信息傳輸,應(yīng)盡可能減少信息轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)。”宋延林希望,能有一種辦法直接打印出版,省去化學(xué)顯影過(guò)程,并通過(guò)納米材料的創(chuàng)新研究和應(yīng)用,從版材生產(chǎn)、制版工藝、印刷油墨等環(huán)節(jié)系統(tǒng)解決整個(gè)印刷產(chǎn)業(yè)鏈的污染問(wèn)題。
在綠色印刷制版技術(shù)中,納米材料、納米結(jié)構(gòu)的制備和應(yīng)用發(fā)揮了關(guān)鍵作用——在經(jīng)過(guò)納米技術(shù)制作好的印版上,看不出什么字跡,但涂上墨,就會(huì)出現(xiàn)印刷內(nèi)容,這樣的版可以直接用來(lái)印刷。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是在親水的版材打上親油的待印圖文,成為一塊印版。
這就從根本上消除了傳統(tǒng)方法由于曝光成像造成的廢液排放,而版材生產(chǎn)和印刷油墨產(chǎn)生的污染問(wèn)題將分別通過(guò)納米材料綠色印刷版基和綠色油墨來(lái)解決。
然而在綠色印刷制版技術(shù)的應(yīng)用中,還有兩大難題必須克服:糊版和耐印力不足。
納米材料直接制版項(xiàng)目組的博士周海華介紹,如果親水的空白區(qū)和親油的圖文區(qū)反差不夠大,就會(huì)導(dǎo)致糊版,課題組對(duì)版材進(jìn)行了納米結(jié)構(gòu)處理,克服了咖啡環(huán)效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖文區(qū)域浸潤(rùn)性的調(diào)控,實(shí)現(xiàn)圖文區(qū)從超親水到超親油的轉(zhuǎn)變。
另外,印版還要有足夠的耐摩擦性,才能應(yīng)對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的印刷次數(shù)需求,故而,研究人員通過(guò)在轉(zhuǎn)印材料中復(fù)合納米粒子,保證了版材的耐印力和印品精度。
2005年,不需要感光涂層、不再需要避光操作、不用顯影、沒(méi)有廢液排放的納米材料綠色制版技術(shù)申請(qǐng)了四項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。
但一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用需要從材料到裝備的系統(tǒng)解決方案。面對(duì)超出自己專(zhuān)業(yè)的挑戰(zhàn),他們將從材料到裝備、軟件的眾多難題逐一分解,分別成立攻關(guān)組,并與眾多機(jī)械和印刷優(yōu)勢(shì)單位開(kāi)展廣泛合作。2009年,第一臺(tái)綠色制版樣機(jī)問(wèn)世,迄今已推出針對(duì)不同需求的三款制版設(shè)備。
時(shí)任中科院常務(wù)副院長(zhǎng)白春禮曾發(fā)表文章予以評(píng)價(jià):“由王選院士引領(lǐng)開(kāi)發(fā)的漢字激光照排技術(shù)讓中國(guó)印刷業(yè)告別‘鉛與火’、迎來(lái)‘光與電’,而這一自主創(chuàng)新的納米材料綠色印刷技術(shù)的成功研發(fā),有可能讓印刷業(yè)‘棄暗投明’。”
協(xié)同走出“死亡之谷”
那么,納米材料綠色印刷技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)化之路還有多遠(yuǎn)?納米材料直接制版項(xiàng)目組的信念是:科研人員要再走一步,克服一切困難,做成企業(yè)能用 的技術(shù)和產(chǎn)品。2009年底,以納米材料綠色印刷制版技術(shù)為基礎(chǔ)的“北京中科納新印刷技術(shù)有限公司”注冊(cè)成立,除了寓意“納米新材料”,更取意“吐故納 新”的抱負(fù)。
由于納米材料綠色制版技術(shù)無(wú)先例可循,沒(méi)有成熟的配套設(shè)備,從材料、設(shè)備、軟件到印刷工藝都需要?jiǎng)?chuàng)新。而公司創(chuàng)立,同樣還要面臨體制的制約和企業(yè)文化的沖突等科學(xué)無(wú)法解決的難題。
將科研成果轉(zhuǎn)化成商品,會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)“死亡之谷”:一個(gè)是從技術(shù)到產(chǎn)品的跨越,要保證產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)的穩(wěn)定性和成本的競(jìng)爭(zhēng)力;另一個(gè),是從產(chǎn)品到商品的跨越,其中涉及用戶(hù)需求、市場(chǎng)策略、商業(yè)模式等眾多挑戰(zhàn)。
“哪一關(guān)過(guò)不去,都可能扼殺一個(gè)新技術(shù)。”宋延林告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,在技術(shù)層面追求的是創(chuàng)新和技術(shù)指標(biāo),而在產(chǎn)品、商品層面追求的是穩(wěn)定和性?xún)r(jià)比。并且,“在中國(guó)創(chuàng)業(yè),還必須對(duì)整個(gè)社會(huì)和國(guó)家的狀況以及發(fā)展趨勢(shì)有深刻理解”。
所幸,納米材料綠色印刷制版項(xiàng)目得到了中科院、科技部和北京市等部門(mén)的大力支持。
2009年底成立的北京中科納新印刷技術(shù)公司,在半年內(nèi)就建立起包括轉(zhuǎn)印材料車(chē)間、制版及印刷車(chē)間在內(nèi)的示范線(xiàn)。2011年,項(xiàng)目組已經(jīng)成功推出納新 100系列制版機(jī)、納新200制版機(jī)、納新板材、納新墨水及軟件。2012年,包括轉(zhuǎn)印材料生產(chǎn)線(xiàn)、板材生產(chǎn)線(xiàn)和制版設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)在內(nèi)的納米材料綠色打印印 刷技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地正式投入使用。目前,已有包括北京日?qǐng)?bào)、齊魯晚報(bào)和濰坊日?qǐng)?bào)印刷廠(chǎng)在內(nèi)的二十余家印刷企業(yè)在使用該技術(shù)。
從技術(shù)領(lǐng)先到產(chǎn)業(yè)先鋒,納米材料綠色制版項(xiàng)目成為實(shí)驗(yàn)室技術(shù)邁向產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)典范。
技術(shù)延伸,任重道遠(yuǎn)
作為中科院化學(xué)所 “一三五”規(guī)劃的“三個(gè)重大突破”之一,“納米綠色打印制版技術(shù)”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破并產(chǎn)生了重要的影響。另外兩個(gè)重大突破領(lǐng)域包括分子反應(yīng)基礎(chǔ)與器件領(lǐng)域、高性能高分子材料領(lǐng)域。
科技體制改革以來(lái),特別是知識(shí)創(chuàng)新工程啟動(dòng)以后,化學(xué)所進(jìn)行了以結(jié)構(gòu)調(diào)整為中心的改革,進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期,建立了以知識(shí)創(chuàng)新為主、高技術(shù)創(chuàng)新 和產(chǎn)業(yè)化有機(jī)結(jié)合的新機(jī)制,形成了一支結(jié)構(gòu)合理、高素質(zhì)的科技創(chuàng)新隊(duì)伍。并且,化學(xué)所重視具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)的形成、實(shí)施與轉(zhuǎn)化,以納米綠色打印 制版技術(shù)、高性能高分子材料等為代表的數(shù)十項(xiàng)高技術(shù)成果已應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)。
而對(duì)于納米綠色印刷技術(shù),為使其在規(guī)模化應(yīng)用的道路上穩(wěn)步前進(jìn),宋延林將課題組重心回收——商業(yè)化運(yùn)營(yíng)交給職業(yè)經(jīng)理人來(lái)打理。項(xiàng)目組希望集中精力將綠 色印刷技術(shù)不斷完善、升級(jí)、拓展,從綠色制版到整個(gè)綠色印刷產(chǎn)業(yè)鏈,再以納米材料的創(chuàng)新為基礎(chǔ),綠色打印印刷技術(shù)作為平臺(tái),向綠色印刷電子、印染、紡織、 建材等眾多行業(yè)延伸。



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