作為中科院化學所 “一三五”規(guī)劃的“三個重大突破”之一,“納米綠色打印制版技術(shù)”已經(jīng)實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破并產(chǎn)生了重要影響。
也許在你手頭的報刊里正在討論節(jié)能環(huán)保話題,然而書報印刷本身卻正在產(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,有賴于科學家的不懈創(chuàng)新,一種無須感光成像、不會污染環(huán)境、縮短印刷流程的印刷制版技術(shù)已開始應用于實踐。
不久前,在中科院懷柔科教產(chǎn)業(yè)園,由中國科學院化學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,這標志著該技術(shù)從實驗室走向市場。

納米綠色印刷技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地廠房
“棄暗投明”,技術(shù)先行
“這相當于從膠卷照相技術(shù)到數(shù)碼成像技術(shù)的進步。”課題負責人宋延林介紹說。
當前,無論是在我國應用率逾七成的激光照排技術(shù),還是國際上正流行的計算機直接制版(CTP)技術(shù),都要經(jīng)歷感光成像過程,其版基生產(chǎn)和制版過程不僅高耗能,還將產(chǎn)生印刷過程的主要污染問題:廢液、廢渣排放。
“高質(zhì)量的信息傳輸,應盡可能減少信息轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)。”宋延林希望,能有一種辦法直接打印出版,省去化學顯影過程,并通過納米材料的創(chuàng)新研究和應用,從版材生產(chǎn)、制版工藝、印刷油墨等環(huán)節(jié)系統(tǒng)解決整個印刷產(chǎn)業(yè)鏈的污染問題。
在綠色印刷制版技術(shù)中,納米材料、納米結(jié)構(gòu)的制備和應用發(fā)揮了關(guān)鍵作用——在經(jīng)過納米技術(shù)制作好的印版上,看不出什么字跡,但涂上墨,就會出現(xiàn)印刷內(nèi)容,這樣的版可以直接用來印刷。簡單來說,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)生的污染問題將分別通過納米材料綠色印刷版基和綠色油墨來解決。
然而在綠色印刷制版技術(shù)的應用中,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,就會導致糊版,課題組對版材進行了納米結(jié)構(gòu)處理,克服了咖啡環(huán)效應,實現(xiàn)了對圖文區(qū)域浸潤性的調(diào)控,實現(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,才能應對數(shù)以萬計的印刷次數(shù)需求,故而,研究人員通過在轉(zhuǎn)印材料中復合納米粒子,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、沒有廢液排放的納米材料綠色制版技術(shù)申請了四項發(fā)明專利。
但一項新技術(shù)的應用需要從材料到裝備的系統(tǒng)解決方案。面對超出自己專業(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,并與眾多機械和印刷優(yōu)勢單位開展廣泛合作。2009年,第一臺綠色制版樣機問世,迄今已推出針對不同需求的三款制版設備。
時任中科院常務副院長白春禮曾發(fā)表文章予以評價:“由王選院士引領開發(fā)的漢字激光照排技術(shù)讓中國印刷業(yè)告別‘鉛與火’、迎來‘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)從實驗室到市場的產(chǎn)業(yè)化之路還有多遠?納米材料直接制版項目組的信念是: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)為基礎的“北京中科納新印刷技術(shù)有限公司”注冊成立,除了寓意“納米新材料”,更取意“吐故納 新”的抱負。
由于納米材料綠色制版技術(shù)無先例可循,沒有成熟的配套設備,從材料、設備、軟件到印刷工藝都需要創(chuàng)新。而公司創(chuàng)立,同樣還要面臨體制的制約和企業(yè)文化的沖突等科學無法解決的難題。
將科研成果轉(zhuǎn)化成商品,會經(jīng)歷兩個“死亡之谷”:一個是從技術(shù)到產(chǎn)品的跨越,要保證產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)的穩(wěn)定性和成本的競爭力;另一個,是從產(chǎn)品到商品的跨越,其中涉及用戶需求、市場策略、商業(yè)模式等眾多挑戰(zhàn)。
“哪一關(guān)過不去,都可能扼殺一個新技術(shù)。”宋延林告訴《中國科學報》記者,在技術(shù)層面追求的是創(chuàng)新和技術(shù)指標,而在產(chǎn)品、商品層面追求的是穩(wěn)定和性價比。并且,“在中國創(chuàng)業(yè),還必須對整個社會和國家的狀況以及發(fā)展趨勢有深刻理解”。
所幸,納米材料綠色印刷制版項目得到了中科院、科技部和北京市等部門的大力支持。
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)印材料車間、制版及印刷車間在內(nèi)的示范線。2011年,項目組已經(jīng)成功推出納新 100系列制版機、納新200制版機、納新板材、納新墨水及軟件。2012年,包括轉(zhuǎn)印材料生產(chǎn)線、板材生產(chǎn)線和制版設備生產(chǎn)線在內(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,已有包括北京日報、齊魯晚報和濰坊日報印刷廠在內(nèi)的二十余家印刷企業(yè)在使用該技術(shù)。
從技術(shù)領先到產(chǎn)業(yè)先鋒,納米材料綠色制版項目成為實驗室技術(shù)邁向產(chǎn)業(yè)化的一個典范。
技術(shù)延伸,任重道遠
作為中科院化學所 “一三五”規(guī)劃的“三個重大突破”之一,“納米綠色打印制版技術(shù)”已經(jīng)實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破并產(chǎn)生了重要的影響。另外兩個重大突破領域包括分子反應基礎與器件領域、高性能高分子材料領域。
科技體制改革以來,特別是知識創(chuàng)新工程啟動以后,化學所進行了以結(jié)構(gòu)調(diào)整為中心的改革,進入了一個全新的發(fā)展時期,建立了以知識創(chuàng)新為主、高技術(shù)創(chuàng)新 和產(chǎn)業(yè)化有機結(jié)合的新機制,形成了一支結(jié)構(gòu)合理、高素質(zhì)的科技創(chuàng)新隊伍。并且,化學所重視具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)的形成、實施與轉(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)十項高技術(shù)成果已應用于國民經(jīng)濟和國防建設。
而對于納米綠色印刷技術(shù),為使其在規(guī)?;瘧玫牡缆飞戏€(wěn)步前進,宋延林將課題組重心回收——商業(yè)化運營交給職業(yè)經(jīng)理人來打理。項目組希望集中精力將綠 色印刷技術(shù)不斷完善、升級、拓展,從綠色制版到整個綠色印刷產(chǎn)業(yè)鏈,再以納米材料的創(chuàng)新為基礎,綠色打印印刷技術(shù)作為平臺,向綠色印刷電子、印染、紡織、 建材等眾多行業(yè)延伸。



滬公網(wǎng)安備 31011702001106號