中科院化学所宋延林团队研发新技术在世界印刷领域全面领先

图为中国科学院化学研究所纳米绿色印刷产业化基地绿色制版中心。中国科学院化学研究所提供的图纸

科学技术是强国的基础，创新是国家进步的灵魂。在当今世界，谁掌握了科技创新的“牛角尖”，谁就能走好科技创新的第一步，谁就能领先，赢得优势。

经过多年的奋斗，中国的科技创新正从过去走向运行、并行和领先并存。一些领先世界的科研成果和研究团队正在涌现。跟随领导容易，领导难。科学的每一个“第一”都来之不易。这些团队如何领导日益激烈的全球科技创新竞争？线索背后的内部规则是什么？

从今天开始，科学技术展望版将推出一系列关于“为什么他们能领导世界”的报道，以接近国际同行羡慕的科研团队，探索他们领导世界的“秘密”。希望广大科技工作者增强创新信心，敢于承担责任，敢于超越，成为更多科技领域的领导者，更好地发挥创新在引领发展中的第一驱动作用。

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不需要感光冲洗，没有废水和废液，报纸和书籍的样本板可以打印出来。电脑和手机的电路板不用蚀刻就能轻松印刷……由于我们科研团队的努力，这些看似神奇的技术已经成为现实。

这是印刷领域世界领先的纳米绿色印刷技术。它以其高分辨率、节能、环保和低成本的优势，彻底改变了印刷行业和印刷电路板行业。

在10多年的科技研发中，中国科学院化学研究所研究员宋彦林带领团队发表了230多篇SCI论文，被其他人引用了8000多次。他申请了70多项国际和中国发明专利，并在许多国家获得了50多项发明专利。该系统形成自主知识产权后，纳米绿色印刷制版技术完成了完整的生产线和质量标准体系，从源头上解决了传统制版的污染排放问题。

柯达和其他国际巨头是从感光材料开始的，所以很难选择不感光的新技术，这是我们的机会。

传统的激光照排制版需要曝光和显影，就像照相胶片一样。显影和定影溶液中使用的化学物质会产生大量的污染。即使是最先进的电脑制版技术也需要感光预涂和化学处理。另一方面，纳米绿色印刷技术完全不需要暗室和曝光过程，不产生废水和废液，成本比传统激光照排低1/3以上。“例如，传统的激光照排相当于‘胶片相机’，更先进的电脑制版技术相当于‘偏光片’，纳米绿色制版技术相当于‘数码相机’。”宋彦林说。

在北京怀柔中国科学院化学研究所纳米绿色印刷产业化基地，记者们当场感受到了纳米绿色印刷技术的神奇魅力。只有几台看似不起眼的制版机器被放在生产车间里。工作人员正在往其中一台机器里放一块铝板。不到3分钟，一个盘子从机器的末端出来了。没有刺鼻的化学品气味，没有污水管道，甚至没有大的噪音。整个制版过程很容易完成。

宋彦林解释说，纳米绿色印刷制版技术的原理是将纳米材料形成的亲油性图形区域印刷在亲水性版材上，图形区域和空白区域的区别是由亲油性和亲水性的区别形成的。印版本身是亲水的，这使得它没有油性油墨；另一方面，印刷品上的图形区域用亲脂性纳米材料印刷。这样，当印版在机器上用油墨印刷时，用亲脂性纳米材料印刷的区域将得到图片和字符，而没有用亲脂性纳米材料印刷的区域仍然是空白的。

“纳米绿色印刷技术使用纳米涂料代替原有的电解氧化工艺，使用纳米材料印刷板代替曝光成像，使用水性油墨代替溶剂型油墨，可以从源头上解决印刷产业链中80%以上的污染。”宋彦林说。

通过纳米材料控制表面的亲水性和亲油性来避免感光和漂洗过程并完成直接印刷图案的过程的原理听起来并不复杂。

然而，10多年前，当宋彦林首次提出这一想法时，遭到了业内人士的质疑:“如果这种方法真的可行，那么为什么外国研究人员和大公司会推迟实施呢？”

对此，宋彦林的回答是，数码摄影技术首先是由柯达公司开发的。然而，柯达的犹豫最终导致他们没有在数码摄影领域引领行业，因为这与其核心感光材料行业相冲突。印刷业也是如此。柯达、富士、爱克发和其他国际巨头都是从感光材料开始的。面对新的非感光技术，很难在它们之间做出选择，“这是我们的机会”。

要做真正原创的研究，一个人必须敢于挑战别人没有做过和不能做的事情，必须有很强的自信，坚信自己能做到。

如果我们说好的机会来自愿景和运气，那么我们能否抓住机遇，迎接挑战，并最终取得成功，取决于勇气、决心和能力。

宋彦林经常敦促自己通过创新和坚持把“不可能”变成“我能”。

宋彦林说:“要做真正原创的研究，一个人必须敢于挑战别人没有做过和不能做的事情，必须有很强的自信，坚信自己能做到。然而，我们不应该盲目自信，而是要基于我们对科学研究的深入了解。在很多人质疑的情况下，我仍然坚持发展纳米绿色印刷技术。首先，我必须挑战不可能。第二，我认为这符合科学原理，原理是可行的，所以我会尽我所能。”

在增强信心后，宋彦林和两位同事于2004年成立了一个研究小组，在化学研究所简陋的地下室里开始了最初的研究工作，启动资金达数万元。

长期以来，在印刷领域，中国一直在走这条路，要么购买产品，要么购买生产线，要么购买别人的企业并带回技术。宋彦林想做的纳米印刷技术在国外是没有的，所以没有可以借鉴的成型技术。

“这不仅仅是技术，你需要开发自己的设备和软件。所有用户都想拥有一条完整、成熟的生产线，他们只需按一个按钮就能得到产品。因此，即使我们不擅长设备和软件问题，我们也必须努力克服它们。”宋彦林说。

经过4年多的艰苦探索和不断创新，2009年，在一个小地下室里，宋彦林等人终于研制出第一个纳米材料绿色制版原型，并为出版社印刷出第一批产品。

宋彦林仍然深深记得那一幕。“在向出版社交付第一批产品的前夕，我们中的几个人因为害怕任何不幸而彻夜未眠。第二天，我拿着漂亮的印刷品。我百感交集。”

你要做的是获得世界上最好的结果，而不是满足于最好的结果之一。即使是很小的事情，也必须尽最大努力去做。

宋彦林说，在现代科学技术史上，中国提出的理论体系相对较少。他的梦想是在绿色印刷领域形成中国的理论和技术体系。

产生这一想法的原因是宋彦林受到了强有力的“刺激”。宋彦林曾陪同部分外国专家参观中国绿色纳米印刷产业基地。当他向他们解释毕升发明活字印刷时，一位德国专家立即表示不同意，说活字印刷应该由德国的谷登堡发明，而毕升只是一个传说。

“当时我很不相信，但后来当我参观慕尼黑的德国博物馆时，我发现确实有一个展览，详细记录了古腾堡发明的活字印刷。当古腾堡制造了这种类型，当第一个原型制造出来时，记录和实物都非常完整。回顾毕升发明活字印刷术的历史，只有孟茜碧潭的记载宋彦林说:“当时，我下定决心要让我们的纳米绿色印刷技术得到世界的认可。为此，我必须有自己完整的理论和技术体系。”

宋彦林的团队首先提出了纳米绿色印刷的三大定律。

“对于印刷图形，最重要的是控制点、线和平面。如果你能得到最小的点、最细的线条和最平坦的平面，你的印刷质量一定是最高的。在这里，我们必须首先解决最小点的问题，并完成第一定律。”宋彦林说。

如何控制液滴在固体表面的扩散和转移，将会遇到一个国际难题——“咖啡环效应”，即墨滴从大于喷孔直径的印刷喷孔喷出后会扩散。如果能控制墨滴收缩而不是膨胀，就能解决最小点问题。在解决关键问题后，宋彦林的团队用25微米的孔板打印机制作了一个1.6微米的点。

“在得出这个结果后，我告诉你们，这个结果只是一个意外，不能成为常态，所以我们必须继续努力，不要急于发表论文，要尽最大努力。”宋彦林说。

最后，通过不懈的努力，宋彦林的团队能够准确、*地控制墨滴的大小甚至方向。“我们现在可以形成由纳米粒子组成的非常均匀的墨滴点，并允许一个墨滴由一个、两个或几个可控数量的纳米粒子组成。在此基础上，我们还可以把纳米粒子串成一条像糖葫芦一样的直线，在前面两个液滴合并后，它们往往形成一个更大的液滴或波浪线。”

宋彦林说，他为团队成员和学生设定的目标是，你应该取得世界上最好的成绩，而不是满足于最好的成绩之一。即使是很小的事情，也必须尽最大努力去做。(原标题:将“不可能”改为“我能”(关注，为什么他们能领导)