熟悉他的人都知道,從國家杰出青年科學(xué)基金獲得者,到改變整個印刷行業(yè)的綠色制版技術(shù)開發(fā)者,再到中科納新公司創(chuàng)辦者,10多年的科研和產(chǎn)業(yè)化實踐才讓宋延林有感而發(fā)。
“不管是一張紙,還是一塊塑料膜,我在上面打印出一條線,它就能導(dǎo)電;還有這只漂亮的蝴蝶,它的色彩不是靠色素而是靠納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的,我們可以把它打印出來……”說起納米技術(shù)將給印刷產(chǎn)業(yè)帶來的巨大影響,宋延林滔滔不絕。讓人感覺他就像一個魔術(shù)師,能讓一個個納米顆粒乖乖聽話,打印出此前人們想象不出的神奇世界。
10年前,當(dāng)宋延林帶領(lǐng)自己的團隊闖入印刷領(lǐng)域時,遠沒有今天這般自信,也沒有想到會開辟如此廣闊的空間。2004年,他在國家項目支持下開發(fā)出可與國外知名品牌媲美、但價格僅為其1/10的打印墨盒。
他本可以在交出一份漂亮的結(jié)題報告后申請下一個課題,但隨著對印刷行業(yè)的深入了解,他意識到,我國印刷行業(yè)污染嚴(yán)重且核心技術(shù)長期被國外企業(yè)壟斷。能否用納米材料通過打印研發(fā)出綠色制版技術(shù)?宋延林開始新的思考。
通俗地講,傳統(tǒng)的激光照排相當(dāng)于“膠片照相機”,較先進的計算機直接制版技術(shù)(CTP)相當(dāng)于“拍立得”,而綠色制版技術(shù)就像是“數(shù)碼相機”。
具體說來,激光照排需要兩次曝光顯影,過程繁瑣,而且使用的顯影、定影液等化學(xué)物質(zhì)會產(chǎn)生大量污染。即使目前國際上最先進的CTP,也需要感光預(yù)涂層和化學(xué)處理過程,而且核心技術(shù)被國外企業(yè)壟斷,設(shè)備和耗材價格昂貴,讓國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)望而卻步。
更重要的是,如果走已有技術(shù)路線,想實現(xiàn)印刷技術(shù)突破,趕超發(fā)達國家,實現(xiàn)跨越發(fā)展,可謂希望渺茫。“我們必須另辟蹊徑,從原理上實現(xiàn)突破。”宋延林說。
他的設(shè)想,是用納米材料的創(chuàng)新產(chǎn)生“變革性”技術(shù),即將印刷表面進行納米結(jié)構(gòu)處理,使其形成超親油(疏水)與超親油(疏水)清晰的界面。
這其中最核心的技術(shù)問題是通過對材料表面能的控制,解決超親油(疏水)與超親油(疏水)的反差和耐磨性問題,其中的關(guān)鍵則是如何控制液滴在固體表面的擴散和轉(zhuǎn)移。
液滴在固體表面干燥的過程容易形成咖啡環(huán),影響印刷質(zhì)量,這個困擾學(xué)界和工業(yè)界的“咖啡環(huán)效應(yīng)”多年未被攻克。因而,當(dāng)宋延林提出解決設(shè)想時,沒有幾個人看好這一研究。不少專家肯定了這個方向的環(huán)保優(yōu)勢,但認為要實現(xiàn)圖文區(qū)和空白區(qū)的巨大反差非常困難,將來只能打印一些比較低端的產(chǎn)品。
宋延林沒有退縮。他深知要做真正的創(chuàng)新必須有敢為人先的勇氣,要開辟一條全新的技術(shù)路線必須首先解決基礎(chǔ)科學(xué)問題。“幸運的是,我得到了杰出青年基金的資助,對基礎(chǔ)科學(xué)問題進行了系統(tǒng)透徹的研究。”宋延林說。他成功了。“你看,我們可以做到由納米顆粒組成的墨滴形成非常均勻的點,并能讓一個墨滴是由一個、兩個到幾個數(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,而之前兩個液滴融合后常常會形成一個更大的液滴。”指著PPT上的一張張圖片,宋延林顯得非常自信,“納米尺度點、線、面形成控制等基礎(chǔ)問題的解決,突破了傳統(tǒng)印刷技術(shù)精度的極限,可以自豪地說,這是目前能看到的最好的結(jié)果了。
”基于基礎(chǔ)科學(xué)問題的突破,2009年,宋延林團隊研發(fā)的納米綠色制版技術(shù)的中試線順利建成,并已成功推向市場。在此基礎(chǔ)上,他帶領(lǐng)團隊將納米材料應(yīng)用于綠色油墨、綠色鋁板基生產(chǎn)等領(lǐng)域,形成了完整的綠色印刷產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)。“4年前我給你看的只是綠色制版這一個環(huán)節(jié),現(xiàn)在我們已經(jīng)可以利用納米材料實現(xiàn)整個印刷產(chǎn)業(yè)鏈的綠色化,極大減少了污染物的排放。”這還遠不是他的最終目標(biāo)。宋延林在多個場合用到的PPT中有這樣一張照片,那是美國《時代周刊》的一個封面:一只巨大的iPhone手機背后是濃煙滾滾的煙囪和無數(shù)的工人。
“這暗示中國的經(jīng)濟發(fā)展一是犧牲環(huán)境、嚴(yán)重污染;二是靠廉價勞動力。這就是中國給世界的印象,是時候做出改變了!事實證明,我們可以通過技術(shù)創(chuàng)新拿出領(lǐng)先、環(huán)保的綠色解決方案。”他說,正是在不斷和產(chǎn)業(yè)接觸的過程讓他深刻認識到,利用科技進步改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不是一句空話,而是落在每個科研人員肩上的責(zé)任。
因此,他又提出綠色印刷制造的概念。“我們要以核心的納米材料技術(shù)為支撐,力求通過印刷方式,解決印染、建材等多個行業(yè)的污染問題。”他透露,下一步將突破紙張印刷的范疇,把納米綠色印刷技術(shù)延伸到電子、建材、印染等行業(yè),通過納米材料的創(chuàng)新和應(yīng)用,解決上述行業(yè)的環(huán)境污染和高能耗問題,同時降低生產(chǎn)成本,形成一個“納米材料綠色印刷技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群”。
而印刷光子概念的提出則讓宋延林的觸角進入另一個新興行業(yè),并與寶潔、三星等知名公司開展合作。“比如在智能包裝方面,化妝品的包裝可以指示消費者根據(jù)溫度、濕度的差異使用不同的產(chǎn)品,而納米光子材料可以用于高靈敏醫(yī)療檢測產(chǎn)品和高性能顯示器的開發(fā)。”
“也許將來手機、電腦、電視屏幕都可以打印出來,卷起來就能帶走。”他堅信中國人一定能做出最領(lǐng)先的學(xué)術(shù)成果,也能提供最好的產(chǎn)品。
“我們用技術(shù)優(yōu)勢彌補了商業(yè)上的不足,現(xiàn)在我們的產(chǎn)品已經(jīng)擊穿了競爭對手的成本價,再也不用因為對手降價就心慌。”宋延林堅定地說,事實上不管是做科研還是產(chǎn)業(yè)化他一直都“如履薄冰,必須膽大心細”。但不管如何艱辛,他都會在創(chuàng)新之路上堅定地跋涉前行。