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| 圖為中科院化學(xué)所納米綠色印刷產(chǎn)業(yè)化基地綠色制版中心。 |
科技是國(guó)家強(qiáng)盛之基，創(chuàng)新是民族進(jìn)步之魂。當(dāng)今世界，誰牽住了科技創(chuàng)新這個(gè)“牛鼻子”，誰走好了科技創(chuàng)新這步先手棋，誰就能占領(lǐng)先機(jī)、贏得優(yōu)勢(shì)。
經(jīng)過多年的奮斗，我國(guó)的科技創(chuàng)新正由過去的跟跑為主，進(jìn)入跟跑、并跑、領(lǐng)跑三者并存階段，開始涌現(xiàn)出一些領(lǐng)跑世界的科研成果和研究團(tuán)隊(duì)。跟跑易、領(lǐng)跑難，科學(xué)上的每一個(gè)“第一”，都來之不易。這些團(tuán)隊(duì)是如何在競(jìng)爭(zhēng)日益白熱化的全球科技創(chuàng)新賽場(chǎng)上領(lǐng)先的？領(lǐng)跑的背后有哪些內(nèi)在規(guī)律？
從今天起，科技視野版推出“他們?yōu)楹文茴I(lǐng)跑”系列報(bào)道，和您一起走近那些令國(guó)際同行羨慕的科研團(tuán)隊(duì)，探究他們領(lǐng)跑世界的“秘密”。期待廣大科技工作者增強(qiáng)創(chuàng)新自信，敢于擔(dān)當(dāng)，勇于超越，在更多科技領(lǐng)域成為領(lǐng)跑者，更好發(fā)揮創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展第一動(dòng)力作用。
——編者
不用感光沖洗，也不產(chǎn)生廢水廢液，報(bào)紙、書籍的版樣就可以打印出來；電腦、手機(jī)的線路板，不用刻蝕，同樣也可以輕松打印出來……這些看似神奇的技術(shù)，在我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的努力下已成為現(xiàn)實(shí)。
這就是在世界印刷領(lǐng)域全面領(lǐng)先的納米綠色印刷技術(shù)，它憑借分辨率高、節(jié)能環(huán)保和成本低等優(yōu)勢(shì)，在印刷產(chǎn)業(yè)和印刷電路板行業(yè)產(chǎn)生了革命性變革。
在研發(fā)技術(shù)的10余年里，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員宋延林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)共發(fā)表SCI收錄論文230余篇，被他人引用8000余次；申請(qǐng)國(guó)際和中國(guó)發(fā)明專利70多項(xiàng)，在多個(gè)國(guó)家獲授權(quán)發(fā)明專利50多項(xiàng)；納米綠色印刷制版技術(shù)在形成系統(tǒng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)后，建成了完整的生產(chǎn)線和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，從源頭上解決了傳統(tǒng)制版的污染排放問題。
柯達(dá)等國(guó)際巨頭都是靠感光材料起家，面對(duì)非感光的新技術(shù)就很難取舍，而這正是我們的機(jī)會(huì)
傳統(tǒng)的激光照排制版就像相機(jī)膠卷一樣需要曝光顯像，其使用的顯影、定影液等化學(xué)物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生大量污染。即使目前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)，也需要感光預(yù)涂層和化學(xué)處理過程。而納米綠色印刷技術(shù)則完全不需要暗室和曝光過程，也不產(chǎn)生廢水和廢液，成本還比傳統(tǒng)激光照排制版便宜1/3以上?！按騻€(gè)比方，傳統(tǒng)的激光照排相當(dāng)于‘膠片照相機(jī)’，較先進(jìn)的計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)相當(dāng)于‘拍立得’，而納米綠色制版技術(shù)就像是‘?dāng)?shù)碼相機(jī)’。”宋延林說。
在位于北京懷柔的中科院化學(xué)所納米綠色印刷產(chǎn)業(yè)化基地，記者現(xiàn)場(chǎng)感受了納米綠色印刷技術(shù)的神奇魅力。只見生產(chǎn)車間里擺放著幾臺(tái)看似不起眼的制版機(jī)，工作人員正將一張鋁板放進(jìn)其中一臺(tái)機(jī)器內(nèi)，不到3分鐘，一張印版就從機(jī)器尾端出來了。沒有刺鼻的化學(xué)藥水味，沒有排污的管道，甚至沒有大的噪音，整個(gè)制版過程就輕而易舉地完成了。
宋延林解釋說，納米綠色印刷制版技術(shù)的原理就是在親水的版材上打印出納米材料形成的親油的圖文區(qū)，通過親油和親水的差異形成圖文區(qū)和空白區(qū)的差別。制版的版材本身是親水性質(zhì)，這使它不沾染油性的油墨；而印刷品上的圖文區(qū)，則打印上親油的納米材料。這樣，當(dāng)印版上機(jī)印刷著墨時(shí)，打印有親油納米材料的區(qū)域就得到圖片和文字，而沒有打印親油納米材料的區(qū)域還是空白。
“納米綠色印刷技術(shù)用納米涂層取代原來電解氧化的過程，用納米材料打印制版代替曝光成像，用水性墨代替溶劑性墨，可從源頭上解決印刷產(chǎn)業(yè)鏈中80%以上的污染?！彼窝恿终f。
避免感光和沖洗過程，通過納米材料對(duì)表面親水、親油性的控制，完成直接打印圖案的過程，這個(gè)道理聽起來似乎并不復(fù)雜。
然而，10多年前，當(dāng)宋延林第一次提出這個(gè)思路時(shí)，便備受業(yè)界質(zhì)疑：“如果這個(gè)方法確實(shí)可行，那國(guó)外科研人員和大公司為何遲遲不去做？”
對(duì)此，宋延林的回答是，數(shù)碼照相技術(shù)最早是柯達(dá)公司研發(fā)出來的，但由于與其核心感光材料產(chǎn)業(yè)沖突，柯達(dá)猶豫不決最終導(dǎo)致他們沒有在數(shù)碼照相領(lǐng)域引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)。印刷行業(yè)也是如此，柯達(dá)、富士、愛克發(fā)等國(guó)際巨頭都是靠感光材料起家，面對(duì)非感光的新技術(shù)就很難取舍，“而這正是我們的機(jī)會(huì)”。
做真正原創(chuàng)性的研究，就一定要敢于挑戰(zhàn)別人沒做過、做不到的事情，并且要有非常強(qiáng)的自信心，堅(jiān)信自己能夠做成
如果說遇到好的機(jī)遇更多是憑借眼光和運(yùn)氣，那么，能否抓住機(jī)遇和應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)并最終走向成功，則往往取決于膽識(shí)、決心和能力。
宋延林常用一句話鞭策自己，即人能通過創(chuàng)新和堅(jiān)持，把“不可能”變?yōu)椤拔夷軌颉薄?/p>
宋延林說：“做真正原創(chuàng)性的研究，就一定要敢于挑戰(zhàn)別人沒做過、做不到的事情，并且要有非常強(qiáng)的自信心，堅(jiān)信自己能夠做成。但也不能盲目自信，而是要基于自己對(duì)科學(xué)研究的深入認(rèn)識(shí)。在很多人都質(zhì)疑的情況下，我還要堅(jiān)持研發(fā)納米綠色印刷技術(shù)，一是要挑戰(zhàn)不可能，二是我覺得它符合科學(xué)的原理，原理行得通，我才去努力。”
堅(jiān)定信心之后，2004年，宋延林和兩個(gè)同事組成了研究小組，利用幾萬元啟動(dòng)資金，在化學(xué)所一個(gè)簡(jiǎn)陋的地下室里開始了最初的研究工作。
一直以來，在印刷領(lǐng)域，中國(guó)走的是跟蹤路線，要么買產(chǎn)品，要么買生產(chǎn)線，要么就是買別人的企業(yè)然后把技術(shù)帶回來。而宋延林要做的這個(gè)納米印刷技術(shù)是國(guó)外沒有的，所以沒有任何一個(gè)成型的技術(shù)可以借鑒。
“不光是技術(shù)，從設(shè)備到軟件都需要自己來開發(fā)。所有的用戶都希望拿到手的是一套完整成熟的生產(chǎn)線，只需按按鈕就能得到產(chǎn)品，所以，即使是我們不擅長(zhǎng)的設(shè)備和軟件難題，也得努力去攻克。”宋延林說。
經(jīng)過4年多艱苦摸索和不斷創(chuàng)新，2009年，在小小的地下室里，宋延林等人最終研制出納米材料綠色制版的第一臺(tái)樣機(jī)，并給出版社打印出第一批產(chǎn)品。
宋延林至今對(duì)當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景記憶深刻。“在給出版社交付第一批產(chǎn)品的前夜，我們幾個(gè)人整整熬了一個(gè)通宵，生怕出任何閃失。第二天捧著精美的打印產(chǎn)品，真是百感交集?！?/p>
你做到的要是世界上最好的結(jié)果，而不要滿足于是最好的結(jié)果之一。哪怕是很小的一件事，都要做到極致
宋延林說，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)史上，中國(guó)提出的理論體系比較少，自己的夢(mèng)想是形成中國(guó)在綠色印刷領(lǐng)域的理論和技術(shù)體系。
之所以有這樣的想法，源于宋延林受到的一次強(qiáng)烈“刺激”。宋延林曾陪同一些國(guó)外專家來中國(guó)參觀綠色納米印刷產(chǎn)業(yè)基地。當(dāng)他為他們講解畢升發(fā)明活字印刷術(shù)時(shí)，一位德國(guó)專家當(dāng)即表示不認(rèn)可，稱活字印刷應(yīng)該是德國(guó)的古登堡發(fā)明的，而畢升只是一個(gè)傳說。
“當(dāng)時(shí)我很不服氣，可后來我去慕尼黑德意志博物館參觀時(shí)，發(fā)現(xiàn)確有關(guān)于古登堡發(fā)明活字印刷的展覽和詳盡記錄，古登堡哪一年鑄造了鉛字，什么時(shí)候制出第一臺(tái)樣機(jī)，記錄和實(shí)物都非常完整。而回頭看畢升發(fā)明活字印刷的歷史，有記錄的僅僅是《夢(mèng)溪筆談》里的記載?！彼窝恿终f，“當(dāng)時(shí)我就下決心，一定要讓我們的納米綠色印刷技術(shù)被世界承認(rèn)，要做到這一點(diǎn)就必須有自己完整的理論和技術(shù)體系?！?/p>
宋延林團(tuán)隊(duì)首先想到的，就是提出納米綠色印刷三定律。
“對(duì)一個(gè)印刷圖形來講，最重要的就是點(diǎn)、線和面的控制，如果你能做到最小的點(diǎn)、最細(xì)的線、最平的面，你的印刷質(zhì)量一定是最高的。在這里我們要首先解決最小點(diǎn)的問題，完成第一個(gè)定律?！彼窝恿终f。
如何控制液滴在固體表面的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，這會(huì)遇到一個(gè)國(guó)際性難題——“咖啡環(huán)效應(yīng)”，即一個(gè)墨滴從打印的噴孔噴出后會(huì)擴(kuò)散，比噴孔孔徑要大。如果能控制讓墨滴不是擴(kuò)大而是縮小，便解決了最小點(diǎn)的問題。經(jīng)過攻關(guān)，宋延林團(tuán)隊(duì)做到了用一個(gè)25微米的噴孔打印機(jī)打出一個(gè)1.6微米的點(diǎn)。
“做出這個(gè)結(jié)果之后，我跟大家說，現(xiàn)在這個(gè)結(jié)果只能算是一個(gè)偶然，還不能成為常態(tài)，所以我們得繼續(xù)努力，不要急于發(fā)表論文，要做就做到極致?！彼窝恿终f。
最終，在堅(jiān)持不懈的努力下，宋延林團(tuán)隊(duì)可以做到對(duì)墨滴大小甚至是取向精準(zhǔn)自如的控制?！拔覀儸F(xiàn)在可以做到由納米顆粒組成的墨滴形成非常均勻的點(diǎn)，并能讓一個(gè)墨滴由一個(gè)、兩個(gè)到幾個(gè)數(shù)目可控的納米顆粒形成。在此基礎(chǔ)上，我們還能做到讓納米顆粒像糖葫蘆一樣串成一條直線，而之前兩個(gè)液滴融合后常常會(huì)形成一個(gè)更大的液滴或波浪線?！?/p>
宋延林說，自己給團(tuán)隊(duì)成員和學(xué)生設(shè)定的要求是，你做到的要是世界上最好的結(jié)果，而不要滿足于是最好的結(jié)果之一。哪怕是很小的一件事，都要做到極致。
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2016年04月29日 20 版）