噴墨印刷，現(xiàn)今已經(jīng)涉及的領(lǐng)域有：編碼及標(biāo)識 ；戶外及室內(nèi)指示牌 ；銷售點展板 ；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；太陽能電池；燃料電池；平板顯示器；有機電致發(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；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)，進入到了許多神奇和我們所不熟悉的市場里，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——簡直無法一一列舉。

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

    從市場角度來看，市場的角度其實就是行業(yè)劃分。與其說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，它在挑戰(zhàn)，它沒有、或者說他不能涉及的哪些行業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域。從大的方面說，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，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“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。舉個例子，噴墨僅僅應(yīng)用于影像表現(xiàn)的時候，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。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間相抗衡的高端影像領(lǐng)域。那么這個特定的“耐光、不褪色”功能，就是打開噴墨打印影像全面替換銀鹽沖洗照片廣闊領(lǐng)域的敲門磚。還比如，HOTME® 鴻美® 熱轉(zhuǎn)印墨水的出現(xiàn)，由于其在加熱時可以升華轉(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，因為其“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，沒有一點浪費。這種精確性可以獲得精確的制圖和覆蓋，蝕刻和彌補，以避免材料不必要的浪費，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 (DMP) 是一款臺式材料沉積系統(tǒng)，設(shè)計用于微精細(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。作為一個完整的交鑰匙系統(tǒng)，DMP 使產(chǎn)品原型的開發(fā)和生產(chǎn)制造過程的測試變得容易起來。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減到最小，不僅降低了成本，又簡化了傳統(tǒng)上的產(chǎn)品開發(fā)過程和原型樣機的制造過程。

    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Z Corp. 公司基于麻省理工學(xué)院開發(fā)的3DP™打印技術(shù)，通過3D打印機和功能性墨水打印的容器模型、3D地圖以及發(fā)動機零件樣品和運動靴鞋底造型。

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，不斷開辟自己的新天地。在微電子領(lǐng)域，利用打印技術(shù)來形成細(xì)微的電路是很多廠商和科研機構(gòu)大力開發(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便方法。打印機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)氧樹脂材料，通過噴墨方式，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，媒體報道了惠普公司和一家愛爾蘭公司合作開發(fā)的一種微貼片藥劑注入系統(tǒng)，每個微貼片內(nèi)包含大約1000個微針頭，每個微針頭內(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，定時定量地向體內(nèi)注射藥品，想來糖尿病患者可能會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”的報道見諸報端，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。將一臺普通噴墨打印機改裝，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月將樣品送國家檢測機構(gòu)進行安全檢測。科學(xué)家預(yù)測，該技術(shù)將成為組織和器官再生領(lǐng)域的熱門話題。人體器官終于可以“打印”了。

    器官打印技術(shù)來自這樣的構(gòu)想：三維人體器官是由二維的許多個剖面構(gòu)成的， 假如預(yù)先從電腦中掃描出人體器官每個二維剖面的細(xì)胞數(shù)據(jù)，將之“打印”出來， 重疊起來就構(gòu)成了個三維器官。而每個剖面的細(xì)胞從何而來？ 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。

    那靠什么來做打印的工具呢？ 就是噴墨打印機！ 不過這臺打印機必須要加以改裝，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)胞和生長因子及其他器官要素都將被精確、高效地打印在一個“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”力爭明年進臨床。年前，美國克萊姆森大學(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)，用普通噴墨機打印出患者所需替代器官，在動物體內(nèi)制造出皮膚、血管、骨、軟骨、神經(jīng)等組織。他的中國學(xué)生袁玉宇等人將這項技術(shù)“東渡”到了中國，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，如簡單的血管、皮膚和軟骨等。今年5 月，他們將開始各類樣品送到中國食品藥品監(jiān)督管理局（SFDA）指定的檢測機構(gòu)進行產(chǎn)品安全性的全面檢測。同時跟南方醫(yī)科大學(xué)、中山大學(xué)等共同開展系統(tǒng)動物實驗。爭取2010 年春節(jié)后將開始系列產(chǎn)品的臨床試驗，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)還被用于太陽電池制造。據(jù)麻省理工學(xué)院《技術(shù)評論》報道，一種用于制造太陽電池電氣連接的噴墨打印工藝能夠使得太陽電池制造削減近一半的硅使用量。由于硅占到傳統(tǒng)太陽電池約3/4的成本，因此該工藝可大幅度降低太陽電池的成本。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由美國iTi Solar公司制造。美國能源部可再生能源實驗室（NREL）曾幫助指導(dǎo)設(shè)計這種設(shè)備，目前正開始利用這一技術(shù)制造太陽電池原型。NREL科學(xué)家Maikel van Hest估計，由于噴墨打印機易于加入到現(xiàn)有的太陽電池生產(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電池的性能。Maikel van Hest表示，噴墨打印工藝的最大優(yōu)點是不接觸硅片，不會對其施加壓力。這使得利用更薄的硅片成為可能。在傳統(tǒng)太陽電池中，硅片通常約有200 μm厚，更薄的硅片可能會在絲網(wǎng)印刷過程中破裂。而對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，昭示著人類正迎來一個噴墨時代；而噴墨時代若論春夏秋冬，季節(jié)更迭，竊認(rèn)為，我們正經(jīng)歷一個蓬勃復(fù)蘇，春波蕩漾，百舸爭流的春天。

    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)動技術(shù)，在中國本土還十分落后。針對這些技術(shù)的基礎(chǔ)研究，或許并沒有引起國家科技界高層的重視。在沒有考慮到國民經(jīng)濟未來細(xì)節(jié)的決策者看來，一個微不足道的噴頭，遠(yuǎn)不如高速列車和摩天大樓更能表現(xiàn)中國的現(xiàn)代化，以至于中國噴墨行業(yè)依然處于靠民間資本運作的草根階層推動的無序發(fā)展?fàn)顟B(tài)?？紤]到噴墨行業(yè)將如此深重地影響國民經(jīng)濟和人民生活，國民應(yīng)該給予它應(yīng)有的學(xué)術(shù)地位和尊重。春天是草根萌動的季節(jié)，是尋求水土滋潤，奮力成長的季節(jié)。相信民間的力量，和草根的萌動，一樣可以自發(fā)地、略帶困苦地，但卻是歡快地成長。

    春天是新生事物迭出的時節(jié)：國際上噴墨新設(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發(fā)和應(yīng)用；珍惜資源、重視環(huán)保的社會覺醒。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)歷一個韶光淑氣、恣意成長的春天！

    《噴墨時代》創(chuàng)刊2年了，也祝愿她在這樣一個噴墨時代的春天，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。

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