世博會北京活動周期間，由我國自主研發(fā)的納米材料綠色制版技術在北京館核心展區(qū)精彩亮相，成為集中展現(xiàn)“科技北京”與“綠色北京”的一個重要項目�！笆髽艘稽c，輕松制版；成本低廉，告別污染�！痹诮邮苡浾卟稍L時，技術發(fā)明人、中科院化學研究所研究員宋延林用類似廣告的語言描述著這一技術。
創(chuàng)新技術即將破繭成蝶
納米材料綠色印刷制版技術摒棄了傳統(tǒng)的感光成像技術思路，省略了曝光、顯影、沖洗等繁瑣工藝，從根本上消除了感光沖洗過程帶來的化學污染問題。
多年來，制版領域的幾個國際巨頭，如柯達、富士、愛克發(fā)等一直延續(xù)從兩步感光（激光照排）到一步感光CTP （計算機直接制版技術）的技術發(fā)展路徑，不太容易放棄已有的技術優(yōu)勢和市場地位。但無論是激光照排，還是CTP技術，主要都是基于感光材料，因此不可避免地存在由此帶來的感光、顯影、定影、沖洗等復雜過程和避光操作的繁瑣工藝，并因化學品清洗而引起嚴重的環(huán)境污染問題。即使聲稱已經(jīng)環(huán)保優(yōu)化的CTP制版機，沖洗每平方米版材也需要化學品約300毫升，其中金屬銀濃度為6至10克／升，鋁含量約為0.5克／升。
我國是印刷產(chǎn)業(yè)大國，截止到2009年底，我國各類印刷企業(yè)10多萬家，印刷業(yè)總產(chǎn)值達5746.2億元，位居世界第三。“這么大的印刷產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)有的技術條件下，不可避免地會對生態(tài)環(huán)境造成一定污染。”中國印刷技術協(xié)會副理事長兼秘書長張雙儒在談到我國印刷產(chǎn)業(yè)的環(huán)�，F(xiàn)狀時表示。
張雙儒強調，“中國的印刷產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須走綠色印刷之路，在產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)上著力進行自主創(chuàng)新�！敝袊茖W院化學所長期以來在納米領域的基礎研究和技術創(chuàng)新為納米材料在印刷領域的應用開辟了一條嶄新的道路，奠定了綠色印刷的堅實基礎。據(jù)介紹，納米材料綠色印刷制版技術摒棄了傳統(tǒng)的感光成像技術思路，省略了曝光、顯影、沖洗等繁瑣工藝，從根本上消除了感光沖洗過程帶來的化學污染問題，整個制版過程綠色環(huán)保，從而將使印刷制版行業(yè)最終“告別污染”。
中國是最早發(fā)明印刷術的國家，創(chuàng)造了印刷史上曾經(jīng)的輝煌。如今，納米材料綠色印刷制版技術的發(fā)明及其產(chǎn)業(yè)化又將在印刷業(yè)引發(fā)一場關鍵性變革，宋延林的臉上掛著“破繭而出”的欣喜。“那是一層厚厚的繭，這層繭是國外大型跨國公司壟斷的核心技術和擁有的研發(fā)力量和技術儲備，國內的研究單位在仿制、替代和國產(chǎn)化過程中，每當接近國外水平時，國外企業(yè)就會推出新的替代技術和產(chǎn)品，我們只能長期被縛于繭中�！奔{米材料綠色制版技術走出了一條跨越發(fā)展的道路，即將破繭成蝶。
基礎研究搶占技術高點
搞基礎研究還是要多走出書齋，生活中一些細瑣的東西有可能為自己的研究打開突破口。
印刷行業(yè)的關鍵性技術創(chuàng)新并非由印刷領域的技術專家發(fā)明，這多少有點出乎人們的意料，事實上出乎意料的還不止這一點。1992年至1996年，宋延林在北京大學攻讀博士學位時，學的是有機和高分子化學，一次偶然的機會，他聽了北大電子學系薛增泉教授的一場報告，對薛教授描述的超高密度信息存儲產(chǎn)生了濃厚的興趣。什么是超高密度信息存儲？“美國國會圖書館的所有信息，都可存儲在一塊方糖大小的芯片中�！边@讓當時的宋延林感到震驚，他的有機和高分子化學研究也漸漸地向前沿交叉學科領域延伸。
有機材料因其獨特的光電特性和結構可控等優(yōu)點，可用于制備具有優(yōu)異光電特性、良好成膜性和穩(wěn)定性的高質量薄膜，在超高密度信息存儲領域受到廣泛關注。宋延林一腳踏進了這塊陣地，一扎就是十幾年。1997年，他與合作伙伴一起設計制備出了一系列有機分子薄膜，成功地寫入尺寸為1.3納米的記錄點，這一成果被評為當年“中國十大科技進展”之一；2008年他作為第二完成人參與的有關信息存儲材料的設計、制備、存儲及其機理的研究成果獲得了國家自然科學獎二等獎。
與此同時，從1999開始，中國科學院化學研究所在納米界面材料制備及超親水／超疏水浸潤性方面開展了一系列有重要影響的基礎性研究工作。經(jīng)過幾年的努力，取得了重要研究成果。2004年，宋延林作為第三完成人參與的“具有特殊浸潤性 （超疏水／超親水）的二元協(xié)同納米界面材料的構筑”獲得了北京市科學技術一等獎，并于2005年獲得了國家自然科學獎二等獎。
關于納米材料的這兩項基礎性研究，起初并非針對印刷。與印刷的結緣，同樣出于偶然。在一次偶然的印刷業(yè)務中，宋延林在與印刷廠工人的交談中了解到印刷制版的過程與膠卷照相原理類似：排好的版經(jīng)過激光掃描在膠片上，膠片經(jīng)過曝光、顯影、定影，得到底片，再經(jīng)過曝光、顯影和沖洗，才能得到印版。
感光成像與信息存儲？宋延林的腦海中靈光一閃。從原理上講，所有的信息存儲可以轉化為二進制的“0”、“1”語言方式，即信息記錄區(qū)和非記錄區(qū)要有明顯的物理化學性質差異。對印刷過程而言，就是呈現(xiàn)印刷區(qū)（親油墨）和非印刷區(qū)（親水，不親油墨）兩種相反性質的區(qū)域。這樣，問題的關鍵就在于如何形成親水、親油的微區(qū)，而具有特殊浸潤性（超疏水／超親水）的二元協(xié)同納米界面材料的構筑已經(jīng)為此提供了答案。
就這樣，一次不經(jīng)意的閑談為自己多年的研究和技術積累找到了出口，回憶起當時的情景，宋延林頗有感觸。他總結說，搞基礎研究還是要多走出書齋，生活中一些細瑣的東西有可能為自己的研究打開突破口。實現(xiàn)了這一突破，接下來需要解決的關鍵問題是如何在版材上得到精細的圖文區(qū)。“十五”期間，中國科學院化學研究所承擔了國家高技術研究發(fā)展計劃項目“納米粒子的制備和應用”，通過解決納米顏料粒子的制備、包覆、穩(wěn)定分散和表面張力調控等基礎問題，成功制備了粒徑在30nm—200nm的納米顏料粒子�！氨M管該項目的最初目的是為了打破國外打印耗材的技術壁壘，降低墨盒價格，但現(xiàn)在卻無心插柳柳成蔭，為制備打印流暢的納米轉印材料奠定了技術基礎。”
基礎研究的長期積累，為宋延林所領導的研究小組準備了條件，使他們能在一般人熟視無睹的情況下，發(fā)現(xiàn)并抓住機遇，并因此實現(xiàn)了印刷制版業(yè)一次質的飛躍。
產(chǎn)業(yè)化還需兩個跨越
一項新的技術從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，需要兩個跨越：技術到產(chǎn)品；產(chǎn)品到商品。
2010年6月8日，中科院“北京納米材料綠色打印技術產(chǎn)業(yè)化基地”奠基開工儀式在懷柔科教產(chǎn)業(yè)園舉行，中科院化學所兩項重大產(chǎn)業(yè)化項目：“基于納米材料的新一代制版技術項目”和“納米材料綠色打印印刷線路板項目”正式落戶該基地。這是納米材料綠色制版技術產(chǎn)業(yè)化征程中又一次大手筆。
去年8月，由于納米材料綠色制版技術的非感光、無污染、低成本的綜合優(yōu)勢，吸引了聯(lián)想投資、聯(lián)想控股、TCL、LEO等企業(yè)的參股投資，并與中科院化學研究所簽署了成立北京中科納新印刷技術有限公司的意向書。
一項新的技術從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，是一個復雜而艱苦的過程，這其中需要兩個跨越：技術到產(chǎn)品———實驗室技術能否經(jīng)得起市場的考驗，包括規(guī)模應用的穩(wěn)定性、成本的可行性能否滿足用戶的要求；產(chǎn)品到商品————涉及市場策略、商業(yè)模式等眾多挑戰(zhàn)。宋延林對此非常清楚，拿他的話來說“這是驚人的一躍”，一些好的技術沒有得到產(chǎn)業(yè)化應用，就在于沒有成功實現(xiàn)這一躍。
由于納米材料綠色制版技術不是現(xiàn)有技術的局部替代，而是一整套系統(tǒng)的解決方案，必須解決技術集成、生產(chǎn)工藝、質量控制等諸多工程化環(huán)節(jié)，并建立系統(tǒng)完整的質量標準，以形成可復制的產(chǎn)業(yè)化推廣技術�！八械倪@些環(huán)節(jié)，我們正在一步步推進�！彼窝恿直硎�。
2007年7月，中科院啟動了“納米科技在若干重要領域的應用”項目，“基于納米材料的綠色直接打印制版技術”項目作為課題之一，自啟動時就注意吸取國內很多新材料的研發(fā)因不能實現(xiàn)技術集成而難以推廣的教訓，將目標分解為納米復合轉印材料的制備、納微米結構超親水版材制備、轉印材料浸潤性調控和直接制版設備研制等4個子課題，化學所集中轉印材料等方面的研究，而打印制版設備和集成軟件采取委托加工研制的方式，進行契約化管理，以保證實現(xiàn)優(yōu)勢互補和技術集成。同時，集中各方面的力量，加快示范線的建設進度。
經(jīng)過兩年多的推進，中科院化學所完成了直接制版版材的開發(fā)、納米復合轉印材料的開發(fā)和中試設計、研制了直接制版樣機，并與中科印刷合作，成功進行了多次印刷試驗。2009年9月6日納米材料綠色打印制版技術中試基地正式建成。
目前，化學所正在更廣的范圍內集成和利用國內有關單位和企業(yè)的技術和產(chǎn)業(yè)基礎，在印刷試驗及產(chǎn)業(yè)化方面積極與相關企業(yè)開展合作，以期盡快實現(xiàn)從技術創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化的突破。
創(chuàng)新技術即將破繭成蝶
納米材料綠色印刷制版技術摒棄了傳統(tǒng)的感光成像技術思路，省略了曝光、顯影、沖洗等繁瑣工藝，從根本上消除了感光沖洗過程帶來的化學污染問題。
多年來，制版領域的幾個國際巨頭，如柯達、富士、愛克發(fā)等一直延續(xù)從兩步感光（激光照排）到一步感光CTP （計算機直接制版技術）的技術發(fā)展路徑，不太容易放棄已有的技術優(yōu)勢和市場地位。但無論是激光照排，還是CTP技術，主要都是基于感光材料，因此不可避免地存在由此帶來的感光、顯影、定影、沖洗等復雜過程和避光操作的繁瑣工藝，并因化學品清洗而引起嚴重的環(huán)境污染問題。即使聲稱已經(jīng)環(huán)保優(yōu)化的CTP制版機，沖洗每平方米版材也需要化學品約300毫升，其中金屬銀濃度為6至10克／升，鋁含量約為0.5克／升。
我國是印刷產(chǎn)業(yè)大國，截止到2009年底，我國各類印刷企業(yè)10多萬家，印刷業(yè)總產(chǎn)值達5746.2億元，位居世界第三。“這么大的印刷產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)有的技術條件下，不可避免地會對生態(tài)環(huán)境造成一定污染。”中國印刷技術協(xié)會副理事長兼秘書長張雙儒在談到我國印刷產(chǎn)業(yè)的環(huán)�，F(xiàn)狀時表示。
張雙儒強調，“中國的印刷產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須走綠色印刷之路，在產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)上著力進行自主創(chuàng)新�！敝袊茖W院化學所長期以來在納米領域的基礎研究和技術創(chuàng)新為納米材料在印刷領域的應用開辟了一條嶄新的道路，奠定了綠色印刷的堅實基礎。據(jù)介紹，納米材料綠色印刷制版技術摒棄了傳統(tǒng)的感光成像技術思路，省略了曝光、顯影、沖洗等繁瑣工藝，從根本上消除了感光沖洗過程帶來的化學污染問題，整個制版過程綠色環(huán)保，從而將使印刷制版行業(yè)最終“告別污染”。
中國是最早發(fā)明印刷術的國家，創(chuàng)造了印刷史上曾經(jīng)的輝煌。如今，納米材料綠色印刷制版技術的發(fā)明及其產(chǎn)業(yè)化又將在印刷業(yè)引發(fā)一場關鍵性變革，宋延林的臉上掛著“破繭而出”的欣喜。“那是一層厚厚的繭，這層繭是國外大型跨國公司壟斷的核心技術和擁有的研發(fā)力量和技術儲備，國內的研究單位在仿制、替代和國產(chǎn)化過程中，每當接近國外水平時，國外企業(yè)就會推出新的替代技術和產(chǎn)品，我們只能長期被縛于繭中�！奔{米材料綠色制版技術走出了一條跨越發(fā)展的道路，即將破繭成蝶。
基礎研究搶占技術高點
搞基礎研究還是要多走出書齋，生活中一些細瑣的東西有可能為自己的研究打開突破口。
印刷行業(yè)的關鍵性技術創(chuàng)新并非由印刷領域的技術專家發(fā)明，這多少有點出乎人們的意料，事實上出乎意料的還不止這一點。1992年至1996年，宋延林在北京大學攻讀博士學位時，學的是有機和高分子化學，一次偶然的機會，他聽了北大電子學系薛增泉教授的一場報告，對薛教授描述的超高密度信息存儲產(chǎn)生了濃厚的興趣。什么是超高密度信息存儲？“美國國會圖書館的所有信息，都可存儲在一塊方糖大小的芯片中�！边@讓當時的宋延林感到震驚，他的有機和高分子化學研究也漸漸地向前沿交叉學科領域延伸。
有機材料因其獨特的光電特性和結構可控等優(yōu)點，可用于制備具有優(yōu)異光電特性、良好成膜性和穩(wěn)定性的高質量薄膜，在超高密度信息存儲領域受到廣泛關注。宋延林一腳踏進了這塊陣地，一扎就是十幾年。1997年，他與合作伙伴一起設計制備出了一系列有機分子薄膜，成功地寫入尺寸為1.3納米的記錄點，這一成果被評為當年“中國十大科技進展”之一；2008年他作為第二完成人參與的有關信息存儲材料的設計、制備、存儲及其機理的研究成果獲得了國家自然科學獎二等獎。
與此同時，從1999開始，中國科學院化學研究所在納米界面材料制備及超親水／超疏水浸潤性方面開展了一系列有重要影響的基礎性研究工作。經(jīng)過幾年的努力，取得了重要研究成果。2004年，宋延林作為第三完成人參與的“具有特殊浸潤性 （超疏水／超親水）的二元協(xié)同納米界面材料的構筑”獲得了北京市科學技術一等獎，并于2005年獲得了國家自然科學獎二等獎。
關于納米材料的這兩項基礎性研究，起初并非針對印刷。與印刷的結緣，同樣出于偶然。在一次偶然的印刷業(yè)務中，宋延林在與印刷廠工人的交談中了解到印刷制版的過程與膠卷照相原理類似：排好的版經(jīng)過激光掃描在膠片上，膠片經(jīng)過曝光、顯影、定影，得到底片，再經(jīng)過曝光、顯影和沖洗，才能得到印版。
感光成像與信息存儲？宋延林的腦海中靈光一閃。從原理上講，所有的信息存儲可以轉化為二進制的“0”、“1”語言方式，即信息記錄區(qū)和非記錄區(qū)要有明顯的物理化學性質差異。對印刷過程而言，就是呈現(xiàn)印刷區(qū)（親油墨）和非印刷區(qū)（親水，不親油墨）兩種相反性質的區(qū)域。這樣，問題的關鍵就在于如何形成親水、親油的微區(qū)，而具有特殊浸潤性（超疏水／超親水）的二元協(xié)同納米界面材料的構筑已經(jīng)為此提供了答案。
就這樣，一次不經(jīng)意的閑談為自己多年的研究和技術積累找到了出口，回憶起當時的情景，宋延林頗有感觸。他總結說，搞基礎研究還是要多走出書齋，生活中一些細瑣的東西有可能為自己的研究打開突破口。實現(xiàn)了這一突破，接下來需要解決的關鍵問題是如何在版材上得到精細的圖文區(qū)。“十五”期間，中國科學院化學研究所承擔了國家高技術研究發(fā)展計劃項目“納米粒子的制備和應用”，通過解決納米顏料粒子的制備、包覆、穩(wěn)定分散和表面張力調控等基礎問題，成功制備了粒徑在30nm—200nm的納米顏料粒子�！氨M管該項目的最初目的是為了打破國外打印耗材的技術壁壘，降低墨盒價格，但現(xiàn)在卻無心插柳柳成蔭，為制備打印流暢的納米轉印材料奠定了技術基礎。”
基礎研究的長期積累，為宋延林所領導的研究小組準備了條件，使他們能在一般人熟視無睹的情況下，發(fā)現(xiàn)并抓住機遇，并因此實現(xiàn)了印刷制版業(yè)一次質的飛躍。
產(chǎn)業(yè)化還需兩個跨越
一項新的技術從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，需要兩個跨越：技術到產(chǎn)品；產(chǎn)品到商品。
2010年6月8日，中科院“北京納米材料綠色打印技術產(chǎn)業(yè)化基地”奠基開工儀式在懷柔科教產(chǎn)業(yè)園舉行，中科院化學所兩項重大產(chǎn)業(yè)化項目：“基于納米材料的新一代制版技術項目”和“納米材料綠色打印印刷線路板項目”正式落戶該基地。這是納米材料綠色制版技術產(chǎn)業(yè)化征程中又一次大手筆。
去年8月，由于納米材料綠色制版技術的非感光、無污染、低成本的綜合優(yōu)勢，吸引了聯(lián)想投資、聯(lián)想控股、TCL、LEO等企業(yè)的參股投資，并與中科院化學研究所簽署了成立北京中科納新印刷技術有限公司的意向書。
一項新的技術從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，是一個復雜而艱苦的過程，這其中需要兩個跨越：技術到產(chǎn)品———實驗室技術能否經(jīng)得起市場的考驗，包括規(guī)模應用的穩(wěn)定性、成本的可行性能否滿足用戶的要求；產(chǎn)品到商品————涉及市場策略、商業(yè)模式等眾多挑戰(zhàn)。宋延林對此非常清楚，拿他的話來說“這是驚人的一躍”，一些好的技術沒有得到產(chǎn)業(yè)化應用，就在于沒有成功實現(xiàn)這一躍。
由于納米材料綠色制版技術不是現(xiàn)有技術的局部替代，而是一整套系統(tǒng)的解決方案，必須解決技術集成、生產(chǎn)工藝、質量控制等諸多工程化環(huán)節(jié)，并建立系統(tǒng)完整的質量標準，以形成可復制的產(chǎn)業(yè)化推廣技術�！八械倪@些環(huán)節(jié)，我們正在一步步推進�！彼窝恿直硎�。
2007年7月，中科院啟動了“納米科技在若干重要領域的應用”項目，“基于納米材料的綠色直接打印制版技術”項目作為課題之一，自啟動時就注意吸取國內很多新材料的研發(fā)因不能實現(xiàn)技術集成而難以推廣的教訓，將目標分解為納米復合轉印材料的制備、納微米結構超親水版材制備、轉印材料浸潤性調控和直接制版設備研制等4個子課題，化學所集中轉印材料等方面的研究，而打印制版設備和集成軟件采取委托加工研制的方式，進行契約化管理，以保證實現(xiàn)優(yōu)勢互補和技術集成。同時，集中各方面的力量，加快示范線的建設進度。
經(jīng)過兩年多的推進，中科院化學所完成了直接制版版材的開發(fā)、納米復合轉印材料的開發(fā)和中試設計、研制了直接制版樣機，并與中科印刷合作，成功進行了多次印刷試驗。2009年9月6日納米材料綠色打印制版技術中試基地正式建成。
目前，化學所正在更廣的范圍內集成和利用國內有關單位和企業(yè)的技術和產(chǎn)業(yè)基礎，在印刷試驗及產(chǎn)業(yè)化方面積極與相關企業(yè)開展合作，以期盡快實現(xiàn)從技術創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化的突破。
