宋延林：改變未來(lái)的納米印刷技術(shù)
2015-04-03 09:47 來(lái)源：中金在線(xiàn) 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(xué)院化學(xué)研究所研究員、博士生導師，綠色印刷重點(diǎn)實(shí)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(xué)院化學(xué)研究所研究員、博士生導師，綠色印刷重點(diǎn)實(shí)驗室主任宋延林。
以下為演講實(shí)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(shuō)荷葉可以出淤泥而不染，科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現，荷葉的這種特性跟表面納微米結構有關(guān)系，再舉一個(gè)例子，壁虎能夠飛檐走壁，科學(xué)家也是發(fā)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(shù)究竟對我們的生活，為我們的產(chǎn)業(yè)會(huì )產(chǎn)生什么樣的影響，就像今天結合這兩個(gè)例子，一個(gè)是表面憎水的效應，一個(gè)黏附作用，對我們熟悉的印刷術(shù)會(huì )產(chǎn)生什么樣的關(guān)系。
說(shuō)起印刷術(shù)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(gè)技術(shù)共性特征就是簡(jiǎn)法，我們要刻一個(gè)字，把不需要的地方刻掉，通過(guò)一個(gè)激光照牌做一張印版，需要通過(guò)曝光的方式，把不需要的給腐蝕掉。我們有沒(méi)有可能改變這個(gè)過(guò)程。把納米材料跟兩個(gè)相關(guān)的特性，跟印刷的需求結合起來(lái)。大家看一下右下角，這是激光照牌制造過(guò)程，從這個(gè)看起來(lái)很像傳統膠卷照相的過(guò)程，第一步先把要印的東西，它的圖象曝光在一個(gè)感光膠片上，當然感光膠片需要曝光顯影，才能得到，這個(gè)膠片出來(lái)以后，再就像我們洗像一樣，再經(jīng)過(guò)沖洗，才能得到最終的版本。這兩個(gè)感光和沖洗過(guò)程就會(huì )產(chǎn)生非常大的污染，我們現在想了一個(gè)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(gè)圖片，這樣是不是就直接可以上去印刷了，想起來(lái)道理很簡(jiǎn)單，但是這是國際性的挑戰，首先空白區反差夠不夠大，這個(gè)就像我們第一個(gè)例子一樣，必須靠納米結構來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
第二個(gè)普通的墨水打到印板上以后很快就會(huì )磨掉，印報紙要印到十萬(wàn)份，怎么解決這個(gè)問(wèn)題，我們用一個(gè)納米顆粒符合增強的技術(shù)，原理也很簡(jiǎn)單，就像我們鋪柏油馬路，提高它的耐磨性，在我們技術(shù)里面，必須小到納米尺度，就是幾百個(gè)納米以下，這樣才能保證我在打印過(guò)程中，能保證它的流暢性�？雌饋�(lái)這是個(gè)非常簡(jiǎn)單，又非常環(huán)保的技術(shù)，可以從根本上解決目前感光成像印刷出版技術(shù)的缺陷。但是印版做出來(lái)以后，送到印刷車(chē)間，我們都知道，要用油墨，這個(gè)油不是我們食用油，而是使用了一些甲苯類(lèi)的溶劑，會(huì )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(shí)不僅是環(huán)保問(wèn)題，還是個(gè)很大的安全隱患。為什么不能用水性的油墨來(lái)用于產(chǎn)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(gè)物體怎么解決，我們也是靠納米材料去解決的，經(jīng)過(guò)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(guò)程中制版的污染和后邊印刷車(chē)間排放的問(wèn)題。把這個(gè)技術(shù)再進(jìn)一步往下發(fā)展，把印刷技術(shù)和新材料的技術(shù)結合起來(lái)，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(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)的方式。比如說(shuō)我們印染中國應該是世界第一的產(chǎn)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(guò)打印的方式，可以在不同的材料上面，比如說(shuō)棉布、化纖、絲綢，這些不同的材料，實(shí)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(gè)問(wèn)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(gè)性化的服裝，全世界獨一件，又可以根本上解決這樣一個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程的污染問(wèn)題。還有我們現在生活水平提高了，大家用陶瓷、玻璃做一個(gè)屏風(fēng)，做一個(gè)個(gè)性化的圖案，如果到陶瓷廠(chǎng)燒制，就是非常昂貴的，我們用墨水打印就非常簡(jiǎn)單實(shí)現這一點(diǎn)。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(gè)性化裝修的要求。從更大的意義上，我們通過(guò)材料技術(shù)的進(jìn)步和印刷技術(shù)的結合和打印技術(shù)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(wèn)題。
以下為演講實(shí)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(shuō)荷葉可以出淤泥而不染，科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現，荷葉的這種特性跟表面納微米結構有關(guān)系，再舉一個(gè)例子，壁虎能夠飛檐走壁，科學(xué)家也是發(fā)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(shù)究竟對我們的生活，為我們的產(chǎn)業(yè)會(huì )產(chǎn)生什么樣的影響，就像今天結合這兩個(gè)例子，一個(gè)是表面憎水的效應，一個(gè)黏附作用，對我們熟悉的印刷術(shù)會(huì )產(chǎn)生什么樣的關(guān)系。
說(shuō)起印刷術(shù)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(gè)技術(shù)共性特征就是簡(jiǎn)法，我們要刻一個(gè)字，把不需要的地方刻掉，通過(guò)一個(gè)激光照牌做一張印版，需要通過(guò)曝光的方式，把不需要的給腐蝕掉。我們有沒(méi)有可能改變這個(gè)過(guò)程。把納米材料跟兩個(gè)相關(guān)的特性，跟印刷的需求結合起來(lái)。大家看一下右下角，這是激光照牌制造過(guò)程，從這個(gè)看起來(lái)很像傳統膠卷照相的過(guò)程，第一步先把要印的東西，它的圖象曝光在一個(gè)感光膠片上，當然感光膠片需要曝光顯影，才能得到，這個(gè)膠片出來(lái)以后，再就像我們洗像一樣，再經(jīng)過(guò)沖洗，才能得到最終的版本。這兩個(gè)感光和沖洗過(guò)程就會(huì )產(chǎn)生非常大的污染，我們現在想了一個(gè)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(gè)圖片，這樣是不是就直接可以上去印刷了，想起來(lái)道理很簡(jiǎn)單，但是這是國際性的挑戰，首先空白區反差夠不夠大，這個(gè)就像我們第一個(gè)例子一樣，必須靠納米結構來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
第二個(gè)普通的墨水打到印板上以后很快就會(huì )磨掉，印報紙要印到十萬(wàn)份，怎么解決這個(gè)問(wèn)題，我們用一個(gè)納米顆粒符合增強的技術(shù)，原理也很簡(jiǎn)單，就像我們鋪柏油馬路，提高它的耐磨性，在我們技術(shù)里面，必須小到納米尺度，就是幾百個(gè)納米以下，這樣才能保證我在打印過(guò)程中，能保證它的流暢性�？雌饋�(lái)這是個(gè)非常簡(jiǎn)單，又非常環(huán)保的技術(shù)，可以從根本上解決目前感光成像印刷出版技術(shù)的缺陷。但是印版做出來(lái)以后，送到印刷車(chē)間，我們都知道，要用油墨，這個(gè)油不是我們食用油，而是使用了一些甲苯類(lèi)的溶劑，會(huì )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(shí)不僅是環(huán)保問(wèn)題，還是個(gè)很大的安全隱患。為什么不能用水性的油墨來(lái)用于產(chǎn)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(gè)物體怎么解決，我們也是靠納米材料去解決的，經(jīng)過(guò)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(guò)程中制版的污染和后邊印刷車(chē)間排放的問(wèn)題。把這個(gè)技術(shù)再進(jìn)一步往下發(fā)展，把印刷技術(shù)和新材料的技術(shù)結合起來(lái)，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(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)的方式。比如說(shuō)我們印染中國應該是世界第一的產(chǎn)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(guò)打印的方式，可以在不同的材料上面，比如說(shuō)棉布、化纖、絲綢，這些不同的材料，實(shí)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(gè)問(wèn)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(gè)性化的服裝，全世界獨一件，又可以根本上解決這樣一個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程的污染問(wèn)題。還有我們現在生活水平提高了，大家用陶瓷、玻璃做一個(gè)屏風(fēng)，做一個(gè)個(gè)性化的圖案，如果到陶瓷廠(chǎng)燒制，就是非常昂貴的，我們用墨水打印就非常簡(jiǎn)單實(shí)現這一點(diǎn)。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(gè)性化裝修的要求。從更大的意義上，我們通過(guò)材料技術(shù)的進(jìn)步和印刷技術(shù)的結合和打印技術(shù)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(wèn)題。
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