宋延林：改變未來的納米印刷技術
2015-04-03 09:47 來源：中金在線 責編：周艷平
- 摘要：
- “CC講壇(第六期)”于2015年3月28日在北京舉行。上圖為中國科學院化學研究所研究員、博士生導師，綠色印刷重點實驗室主任宋延林。
【CPP114】訊：“CC講壇(第六期)”于2015年3月28日在北京舉行。上圖為中國科學院化學研究所研究員、博士生導師，綠色印刷重點實驗室主任宋延林。
以下為演講實錄：
宋延林：大家好，我們知道在自然界中有很多有趣的現象，比如說荷葉可以出淤泥而不染，科學家經過研究發現，荷葉的這種特性跟表面納微米結構有關系，再舉一個例子，壁虎能夠飛檐走壁，科學家也是發現在壁虎的腳掌上面有精細的結構，精細的納米和微米的結構組合造成他能夠黏附在很多物體光滑的表面。納米的技術究竟對我們的生活，為我們的產業會產生什么樣的影響，就像今天結合這兩個例子，一個是表面憎水的效應，一個黏附作用，對我們熟悉的印刷術會產生什么樣的關系。
說起印刷術大家很熟悉，活字印刷是基于物理成像，就是基于物理的結構，這兩個技術共性特征就是簡法，我們要刻一個字，把不需要的地方刻掉，通過一個激光照牌做一張印版，需要通過曝光的方式，把不需要的給腐蝕掉。我們有沒有可能改變這個過程。把納米材料跟兩個相關的特性，跟印刷的需求結合起來。大家看一下右下角，這是激光照牌制造過程，從這個看起來很像傳統膠卷照相的過程，第一步先把要印的東西，它的圖象曝光在一個感光膠片上，當然感光膠片需要曝光顯影，才能得到，這個膠片出來以后，再就像我們洗像一樣，再經過沖洗，才能得到最終的版本。這兩個感光和沖洗過程就會產生非常大的污染，我們現在想了一個辦法就是，我們直接基于剛才講的納米材料對表面親水、親油性的控制，可以直接打出一個圖片，這樣是不是就直接可以上去印刷了，想起來道理很簡單，但是這是國際性的挑戰，首先空白區反差夠不夠大，這個就像我們第一個例子一樣，必須靠納米結構來解決這個問題。
第二個普通的墨水打到印板上以后很快就會磨掉，印報紙要印到十萬份，怎么解決這個問題，我們用一個納米顆粒符合增強的技術，原理也很簡單，就像我們鋪柏油馬路，提高它的耐磨性，在我們技術里面，必須小到納米尺度，就是幾百個納米以下，這樣才能保證我在打印過程中，能保證它的流暢性。看起來這是個非常簡單，又非常環保的技術，可以從根本上解決目前感光成像印刷出版技術的缺陷。但是印版做出來以后，送到印刷車間，我們都知道，要用油墨，這個油不是我們食用油，而是使用了一些甲苯類的溶劑，會嚴重影響我們的健康，因為我們知道小食品包裝，用到塑料的包裝是非常多，如果殘留不解決，其實不僅是環保問題，還是個很大的安全隱患。為什么不能用水性的油墨來用于產品包裝呢，水性墨大家知道在塑料上由于表面不一樣，非常難黏附的，這個物體怎么解決，我們也是靠納米材料去解決的，經過努力用水性墨在塑料上面印出精美的圖案，這樣根本上解決了印刷過程中制版的污染和后邊印刷車間排放的問題。把這個技術再進一步往下發展，把印刷技術和新材料的技術結合起來，可以改變很多傳統體量非常大，但是污染和消耗非常嚴重產業的生產的方式。比如說我們印染中國應該是世界第一的產量，但是污染大家也知道是非常嚴重的，我們把印染的顏料、染料做成墨水，通過打印的方式，可以在不同的材料上面，比如說棉布、化纖、絲綢，這些不同的材料，實際上表面差別非常大的，你能在絲綢上打用，但是在化纖上打印不好，怎么控制這個問題，就是靠納米材料解決。如果我們用新的打印的方式，可以做出個性化的服裝，全世界獨一件，又可以根本上解決這樣一個生產制造過程的污染問題。還有我們現在生活水平提高了，大家用陶瓷、玻璃做一個屏風，做一個個性化的圖案，如果到陶瓷廠燒制，就是非常昂貴的，我們用墨水打印就非常簡單實現這一點。從圖片上可以看到，不論在陶瓷還是玻璃上面，都可以打出非常漂亮，非常精美的圖案，這樣符合大家對個性化裝修的要求。從更大的意義上，我們通過材料技術的進步和印刷技術的結合和打印技術的結合，都可以根本上解決傳統的印刷、印染包括建筑材料這方面的高能耗、高污染的問題。
以下為演講實錄：
宋延林：大家好，我們知道在自然界中有很多有趣的現象，比如說荷葉可以出淤泥而不染，科學家經過研究發現，荷葉的這種特性跟表面納微米結構有關系，再舉一個例子，壁虎能夠飛檐走壁，科學家也是發現在壁虎的腳掌上面有精細的結構，精細的納米和微米的結構組合造成他能夠黏附在很多物體光滑的表面。納米的技術究竟對我們的生活，為我們的產業會產生什么樣的影響，就像今天結合這兩個例子，一個是表面憎水的效應，一個黏附作用，對我們熟悉的印刷術會產生什么樣的關系。
說起印刷術大家很熟悉，活字印刷是基于物理成像，就是基于物理的結構，這兩個技術共性特征就是簡法，我們要刻一個字，把不需要的地方刻掉，通過一個激光照牌做一張印版，需要通過曝光的方式，把不需要的給腐蝕掉。我們有沒有可能改變這個過程。把納米材料跟兩個相關的特性，跟印刷的需求結合起來。大家看一下右下角，這是激光照牌制造過程，從這個看起來很像傳統膠卷照相的過程，第一步先把要印的東西，它的圖象曝光在一個感光膠片上，當然感光膠片需要曝光顯影，才能得到，這個膠片出來以后，再就像我們洗像一樣，再經過沖洗，才能得到最終的版本。這兩個感光和沖洗過程就會產生非常大的污染，我們現在想了一個辦法就是，我們直接基于剛才講的納米材料對表面親水、親油性的控制，可以直接打出一個圖片，這樣是不是就直接可以上去印刷了，想起來道理很簡單，但是這是國際性的挑戰，首先空白區反差夠不夠大，這個就像我們第一個例子一樣，必須靠納米結構來解決這個問題。
第二個普通的墨水打到印板上以后很快就會磨掉，印報紙要印到十萬份，怎么解決這個問題，我們用一個納米顆粒符合增強的技術，原理也很簡單，就像我們鋪柏油馬路，提高它的耐磨性，在我們技術里面，必須小到納米尺度，就是幾百個納米以下，這樣才能保證我在打印過程中，能保證它的流暢性。看起來這是個非常簡單，又非常環保的技術，可以從根本上解決目前感光成像印刷出版技術的缺陷。但是印版做出來以后，送到印刷車間，我們都知道，要用油墨，這個油不是我們食用油，而是使用了一些甲苯類的溶劑，會嚴重影響我們的健康，因為我們知道小食品包裝，用到塑料的包裝是非常多，如果殘留不解決，其實不僅是環保問題，還是個很大的安全隱患。為什么不能用水性的油墨來用于產品包裝呢，水性墨大家知道在塑料上由于表面不一樣，非常難黏附的，這個物體怎么解決，我們也是靠納米材料去解決的，經過努力用水性墨在塑料上面印出精美的圖案，這樣根本上解決了印刷過程中制版的污染和后邊印刷車間排放的問題。把這個技術再進一步往下發展，把印刷技術和新材料的技術結合起來，可以改變很多傳統體量非常大，但是污染和消耗非常嚴重產業的生產的方式。比如說我們印染中國應該是世界第一的產量，但是污染大家也知道是非常嚴重的，我們把印染的顏料、染料做成墨水，通過打印的方式，可以在不同的材料上面，比如說棉布、化纖、絲綢，這些不同的材料，實際上表面差別非常大的，你能在絲綢上打用，但是在化纖上打印不好，怎么控制這個問題，就是靠納米材料解決。如果我們用新的打印的方式，可以做出個性化的服裝，全世界獨一件，又可以根本上解決這樣一個生產制造過程的污染問題。還有我們現在生活水平提高了，大家用陶瓷、玻璃做一個屏風，做一個個性化的圖案，如果到陶瓷廠燒制，就是非常昂貴的，我們用墨水打印就非常簡單實現這一點。從圖片上可以看到，不論在陶瓷還是玻璃上面，都可以打出非常漂亮，非常精美的圖案，這樣符合大家對個性化裝修的要求。從更大的意義上，我們通過材料技術的進步和印刷技術的結合和打印技術的結合，都可以根本上解決傳統的印刷、印染包括建筑材料這方面的高能耗、高污染的問題。
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