噴墨印刷，現(xiàn)今已經(jīng)涉及的領(lǐng)域有：編碼及標(biāo)識(shí) ；戶外及室內(nèi)指示牌 ；銷售點(diǎn)展板 ；尋址和郵政 ；可變數(shù)據(jù)印刷（VDP）；裝飾；紡織品 ；包裝；墻面和地板裝潢；商業(yè)印刷 ；食品包裝；屏幕外罩；軟性電路 ；射頻標(biāo)簽；印刷電路板光掩膜；可穿戴的電子產(chǎn)品；太陽(yáng)能電池；燃料電池；平板顯示器；有機(jī)電致發(fā)光顯示器；液晶顯示器 ；彩色濾光片；顯示器底板；柔性顯示器；DNA；蛋白質(zhì)；抗體；食品科學(xué)；病原檢測(cè)；醫(yī)療器械 ；三維裝配系統(tǒng)；傳感系統(tǒng)；光學(xué)鏡片；功能性燈飾等等。噴墨打印技術(shù)正突破常規(guī)，進(jìn)入到了許多神奇和我們所不熟悉的市場(chǎng)里，例如：生物技術(shù)、生物工程、法學(xué)、金屬沉淀學(xué)、微結(jié)構(gòu)制造、電子制造、網(wǎng)絡(luò)連接、制藥、玻璃、陶瓷裝飾及顯示器制造等領(lǐng)域——簡(jiǎn)直無(wú)法一一列舉。

    面對(duì)如此廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，州州感覺(jué)很為難，怎樣將噴墨印刷所涉及的領(lǐng)域，濃縮在兩個(gè)頁(yè)面的內(nèi)容里，在本期《噴墨時(shí)代》的春季刊上發(fā)表呢？簡(jiǎn)直沒(méi)有辦法。那么，還是讓噴墨技術(shù)展示一下，它的巨大發(fā)展空間和成長(zhǎng)魅力吧。同時(shí)，我們也能從不同方面，看看噴墨印刷所具備的優(yōu)勢(shì)和潛力。

    從市場(chǎng)角度來(lái)看，市場(chǎng)的角度其實(shí)就是行業(yè)劃分。與其說(shuō)噴墨印刷這種革命性的非接觸式數(shù)碼可控的打印方式涉及了你能想象的很多領(lǐng)域，還不如說(shuō)，它在挑戰(zhàn)，它沒(méi)有、或者說(shuō)他不能涉及的哪些行業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域。從大的方面說(shuō)，電子，顯示，生命科學(xué)，化學(xué)，3-D 力學(xué)，光學(xué)，光電領(lǐng)域等?；蛘哒f(shuō)，吃、穿、用，工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。

    從打印的基材類型角度，應(yīng)用也十分廣泛。塑料，玻璃，陶瓷，硅材料，食品；柔性基材，從各種膜、凝膠體、薄膜到紙張。

    墨的類型也非常廣泛，除了從原始的表現(xiàn)圖像，墨的性質(zhì)和類型已經(jīng)拓展到各種功能性液體。比如，粘和劑，涂料，耐刮墨，防偽和防眩光墨 ；UV固化發(fā)光聚合物，導(dǎo)電和絕緣墨；有機(jī)“墨”，液態(tài)銀，酶，DNA，等。

    功能性墨水，因其特定的功能，是拓展噴墨印刷這種生產(chǎn)方式想廣闊領(lǐng)域滲透的內(nèi)在原因。舉個(gè)例子，噴墨僅僅應(yīng)用于影像表現(xiàn)的時(shí)候，染料噴墨墨水占據(jù)主要地位，僅僅適合辦公應(yīng)用和低端影像市場(chǎng)。而鴻彩6® 水性納米顏料墨水的出現(xiàn)、推廣和普及，因其具備優(yōu)異的耐光、防水功能，將噴墨打印拓展到能跟銀鹽照片保存時(shí)間相抗衡的高端影像領(lǐng)域。那么這個(gè)特定的“耐光、不褪色”功能，就是打開(kāi)噴墨打印影像全面替換銀鹽沖洗照片廣闊領(lǐng)域的敲門(mén)磚。還比如，HOTME® 鴻美® 熱轉(zhuǎn)印墨水的出現(xiàn)，由于其在加熱時(shí)可以升華轉(zhuǎn)印到其他介質(zhì)上，從而完成圖像的完全轉(zhuǎn)移，就能將打印在紙張上的圖像，轉(zhuǎn)印到紡織品、皮革和塑料上，更能轉(zhuǎn)印到凹凸不平的介質(zhì)表面。這個(gè)墨水的功能性就表現(xiàn)在其“可熱升華”的特性上面。而ReactoMe ® 銳美® 活性染料墨水，因?yàn)槠?ldquo;具備跟棉、真絲、羊毛等纖維可化學(xué)反應(yīng)”的功能性，是噴墨印刷能夠完成大多數(shù)紡織品數(shù)碼印花的內(nèi)在原因。

    功能性噴墨印刷，它涉及一種叫做“高技術(shù)顯微尺度操作材料沉積圖像制作方法”，這種顯微材料沉積技術(shù)具有充分的通用性，用在柔性印刷電子，光電結(jié)構(gòu)，平板顯示，底板，RFID ，智能標(biāo)簽，基因材料序列，或化學(xué)和生物傳感器的生產(chǎn)制造方面。與一些用功能性液體覆蓋滿基材表面的沉積技術(shù)不同，噴墨是既精確又具有添加特性，能夠在需要的精確位置上沉積精確數(shù)量的材料，沒(méi)有一點(diǎn)浪費(fèi)。這種精確性可以獲得精確的制圖和覆蓋，蝕刻和彌補(bǔ)，以避免材料不必要的浪費(fèi)，大大增加了采用腐蝕性液體，導(dǎo)電液體，和化學(xué)活性液體噴墨沉積的吸引力，用來(lái)經(jīng)常必須在精確的位置上以精確控制的數(shù)量沉積涂層。#p#副標(biāo)題#e#    比如，富士公司Dimatix 材料打印機(jī) (DMP) 是一款臺(tái)式材料沉積系統(tǒng)，設(shè)計(jì)用于微精細(xì)噴射各種功能性液體，到幾乎任何表面上，包括塑料，玻璃，陶瓷和硅材料，以及柔性基材，從各種膜，凝膠體和薄膜，到紙張產(chǎn)品。作為一個(gè)完整的交鑰匙系統(tǒng)，DMP 使產(chǎn)品原型的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)制造過(guò)程的測(cè)試變得容易起來(lái)。它也可以用于小批量產(chǎn)品制造，從柔性電路，RFID 電子標(biāo)簽和顯示，到DNA 陣列和可穿著的電子產(chǎn)品。 由于使用了研究人員可以自己裝填液體材料的專用墨盒，DMP 系統(tǒng)可以將昂貴材料的浪費(fèi)減到最小，不僅降低了成本，又簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)上的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程和原型樣機(jī)的制造過(guò)程。

    這些打印技術(shù)和功能性墨水的出現(xiàn)，使得打印任何立體造型的物件成為可能。下面圖片展示的是美國(guó)Z Corp. 公司基于麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)的3DP™打印技術(shù)，通過(guò)3D打印機(jī)和功能性墨水打印的容器模型、3D地圖以及發(fā)動(dòng)機(jī)零件樣品和運(yùn)動(dòng)靴鞋底造型。

3D打印技術(shù)產(chǎn)品

 
3D打印技術(shù)的產(chǎn)品

還有一些令人匪夷所思的噴墨打印的應(yīng)用例子，比如，打印電路板和噴墨注射器。噴墨打印技術(shù)在微電子、醫(yī)療以及其他領(lǐng)域，不斷開(kāi)辟自己的新天地。在微電子領(lǐng)域，利用打印技術(shù)來(lái)形成細(xì)微的電路是很多廠商和科研機(jī)構(gòu)大力開(kāi)發(fā)的課題，與傳統(tǒng)的光刻掩膜法相比，噴墨法非常適合少量、多品種的制造工作，而且打印法可以一次性在柔性薄膜上形成微電路，這是目前在柔性材料上形成電路的最簡(jiǎn)便方法。打印機(jī)將銀顆粒分散于溶劑墨水中，絕緣隔離層使用特殊改性環(huán)氧樹(shù)脂材料，通過(guò)噴墨方式，使納米銀顆粒布線后，在230攝氏度下燒結(jié)使布線固化，制造出完整的模塊電路。EPSON公司也使用含有納米銀顆粒的墨水，在聚酰亞胺基板上制作了20層電路板。#p#副標(biāo)題#e#    在醫(yī)療領(lǐng)域，噴墨注射器：2007年，媒體報(bào)道了惠普公司和一家愛(ài)爾蘭公司合作開(kāi)發(fā)的一種微貼片藥劑注入系統(tǒng)，每個(gè)微貼片內(nèi)包含大約1000個(gè)微針頭，每個(gè)微針頭內(nèi)都含有藥劑，它們可以是同類的，也可以是不同類的。這種貼片根據(jù)微處理器的控制，定時(shí)定量地向體內(nèi)注射藥品，想來(lái)糖尿病患者可能會(huì)得益于這種注射胰島素的方式，再也不用自己控制劑量，和采用令人痛苦的注射方式了。這種貼片，據(jù)稱會(huì)在2010年面世。糖尿病，一貼了之！

    2008年，一則“器官打印技術(shù)登陸廣州”的報(bào)道見(jiàn)諸報(bào)端，使更多貼近我們身邊的噴墨技術(shù)在醫(yī)療事業(yè)中應(yīng)用的遐想，成為現(xiàn)實(shí)。將一臺(tái)普通噴墨打印機(jī)改裝，可以“打印”出三維“器官”， 用以取代人體衰敗的器官。至今血管、軟骨等樣品已經(jīng)研發(fā)成形，2009年5月將樣品送國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全檢測(cè)?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)，該技術(shù)將成為組織和器官再生領(lǐng)域的熱門(mén)話題。人體器官終于可以“打印”了。

    器官打印技術(shù)來(lái)自這樣的構(gòu)想：三維人體器官是由二維的許多個(gè)剖面構(gòu)成的， 假如預(yù)先從電腦中掃描出人體器官每個(gè)二維剖面的細(xì)胞數(shù)據(jù)，將之“打印”出來(lái)， 重疊起來(lái)就構(gòu)成了個(gè)三維器官。而每個(gè)剖面的細(xì)胞從何而來(lái)？ 目前干細(xì)胞的培養(yǎng)及誘導(dǎo)分化技術(shù)已比較成熟，原則上病人的干細(xì)胞可以誘導(dǎo)成任何細(xì)胞。

    那靠什么來(lái)做打印的工具呢？ 就是噴墨打印機(jī)！ 不過(guò)這臺(tái)打印機(jī)必須要加以改裝，打印紙也不是普通的紙張，而是一張“生物紙”。當(dāng)每一層的細(xì)胞和生長(zhǎng)因子及其他器官要素都將被精確、高效地打印在一個(gè)“生物支架”上，構(gòu)建成能夠替代病變器官功能、可供移植的組織和器官，包括皮膚、血管、骨、軟骨、神經(jīng)導(dǎo)管等， 甚至心臟。

    打印“器官”力爭(zhēng)明年進(jìn)臨床。年前，美國(guó)克萊姆森大學(xué)生物工程系的托馬斯•波蘭教授首創(chuàng)了“器官打印”技術(shù)，用普通噴墨機(jī)打印出患者所需替代器官，在動(dòng)物體內(nèi)制造出皮膚、血管、骨、軟骨、神經(jīng)等組織。他的中國(guó)學(xué)生袁玉宇等人將這項(xiàng)技術(shù)“東渡”到了中國(guó)，并成立了生物科技公司。目前器官打印技術(shù)已形成了第一批樣品，如簡(jiǎn)單的血管、皮膚和軟骨等。今年5 月，他們將開(kāi)始各類樣品送到中國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（SFDA）指定的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品安全性的全面檢測(cè)。同時(shí)跟南方醫(yī)科大學(xué)、中山大學(xué)等共同開(kāi)展系統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。爭(zhēng)取2010 年春節(jié)后將開(kāi)始系列產(chǎn)品的臨床試驗(yàn)，第一批上臨床的產(chǎn)品將是生物膜及人工皮膚產(chǎn)品，接著將是新型整形外科系列產(chǎn)品及三維打印的骨組織。

    噴墨打印技術(shù)還被用于太陽(yáng)電池制造。據(jù)麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》報(bào)道，一種用于制造太陽(yáng)電池電氣連接的噴墨打印工藝能夠使得太陽(yáng)電池制造削減近一半的硅使用量。由于硅占到傳統(tǒng)太陽(yáng)電池約3/4的成本，因此該工藝可大幅度降低太陽(yáng)電池的成本。這一工藝還能夠減少其他材料的用量并能夠提高太陽(yáng)電池性能。 相比于絲網(wǎng)印刷工藝，這種噴墨打印工藝更加精確、使得電氣連接所用材料更少；此外，由于打印頭不與硅片相接觸，因此可應(yīng)用更薄的硅片。該工藝所用的噴墨打印機(jī)由美國(guó)iTi Solar公司制造。美國(guó)能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）曾幫助指導(dǎo)設(shè)計(jì)這種設(shè)備，目前正開(kāi)始利用這一技術(shù)制造太陽(yáng)電池原型。NREL科學(xué)家Maikel van Hest估計(jì)，由于噴墨打印機(jī)易于加入到現(xiàn)有的太陽(yáng)電池生產(chǎn)線上，在1年內(nèi)即可用于商業(yè)化生產(chǎn)。#p#副標(biāo)題#e#    這一工藝的首次應(yīng)用將是在硅太陽(yáng)電池的制造中。硅吸收光并轉(zhuǎn)換成電子，印在硅表面的銀導(dǎo)線陣列收集這些電子，產(chǎn)生電流。在傳統(tǒng)制造工藝中，這些銀導(dǎo)線是利用絲網(wǎng)印刷工藝印在硅片上。噴墨打印工藝使用的銀“墨水”比絲網(wǎng)印刷工藝使用的銀膏導(dǎo)電性強(qiáng)得多，噴墨打印工藝也更加精確。因此，相較于絲網(wǎng)印刷工藝銀導(dǎo)線寬度達(dá)100~125 μm，新工藝印制的銀導(dǎo)線寬度窄得多，僅為35~40 μm。銀用量的減少也降低了成本。此外，由于更窄的導(dǎo)線擋住的吸光面積更小，新工藝還能夠提升太陽(yáng)電池的性能。Maikel van Hest表示，噴墨打印工藝的最大優(yōu)點(diǎn)是不接觸硅片，不會(huì)對(duì)其施加壓力。這使得利用更薄的硅片成為可能。在傳統(tǒng)太陽(yáng)電池中，硅片通常約有200 μm厚，更薄的硅片可能會(huì)在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中破裂。而對(duì)于非接觸的噴墨打印工藝而言，不需要擔(dān)心硅片的厚度，可以達(dá)到100 μm甚至更低。這意味著可以節(jié)省50%的硅成本。 

凡此種種的噴墨應(yīng)用，昭示著人類正迎來(lái)一個(gè)噴墨時(shí)代；而噴墨時(shí)代若論春夏秋冬，季節(jié)更迭，竊認(rèn)為，我們正經(jīng)歷一個(gè)蓬勃復(fù)蘇，春波蕩漾，百舸爭(zhēng)流的春天。

    然而，影響如此廣泛和深重的噴墨技術(shù)核心的噴頭材料、制造和驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在中國(guó)本土還十分落后。針對(duì)這些技術(shù)的基礎(chǔ)研究，或許并沒(méi)有引起國(guó)家科技界高層的重視。在沒(méi)有考慮到國(guó)民經(jīng)濟(jì)未來(lái)細(xì)節(jié)的決策者看來(lái)，一個(gè)微不足道的噴頭，遠(yuǎn)不如高速列車和摩天大樓更能表現(xiàn)中國(guó)的現(xiàn)代化，以至于中國(guó)噴墨行業(yè)依然處于靠民間資本運(yùn)作的草根階層推動(dòng)的無(wú)序發(fā)展?fàn)顟B(tài)?？紤]到噴墨行業(yè)將如此深重地影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活，國(guó)民應(yīng)該給予它應(yīng)有的學(xué)術(shù)地位和尊重。春天是草根萌動(dòng)的季節(jié)，是尋求水土滋潤(rùn)，奮力成長(zhǎng)的季節(jié)。相信民間的力量，和草根的萌動(dòng)，一樣可以自發(fā)地、略帶困苦地，但卻是歡快地成長(zhǎng)。

    春天是新生事物迭出的時(shí)節(jié)：國(guó)際上噴墨新設(shè)備新技術(shù)新功能的不斷涌現(xiàn)；噴頭技術(shù)的廣泛發(fā)展；功能性墨水和工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用；珍惜資源、重視環(huán)保的社會(huì)覺(jué)醒。春天不是枝肥葉茂的盛夏，更不是瓜果飄香的收獲季節(jié)。春天，在播種，在插秧。但是小荷已露尖尖角，我們正在經(jīng)歷一個(gè)韶光淑氣、恣意成長(zhǎng)的春天！

    《噴墨時(shí)代》創(chuàng)刊2年了，也祝愿她在這樣一個(gè)噴墨時(shí)代的春天，猶如打著呼哨的信鴿，傳遞噴墨行業(yè)的信息，銜來(lái)象征和平、幸福的橄欖枝，傳遞低碳生活的福音，為噴墨事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

行業(yè)探討，歡迎致信dctec@sohu.com ，州州。