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宋延林,纳米绿色制版技术领航者

时间:2011-07-22 23:15来源:   点击:

宋延林博士

鼠标一点,轻松制版;成本低廉,告别污染”,在印刷界,这个看起来似乎不太可能的设想已经变成了现实,而这一设想的主导者就是中科院化学所研究员、博士生导师,北京中科纳新黄金城手机版官网有限企业总经理——宋延林博士。他将纳米材料的最新研究成果和传统的黄金城手机版官网相结合,经过5年多的开发研究,新的绿色黄金城手机版官网——纳米材料绿色制版技术(Nano Green Plate,NGP)开始收到成效,如今,示范生产线已经顺利运行。 

纳米材料绿色制版技术有望使我国印刷制版方式发生根本改变,降低印刷成本,并能从根源上解决印刷制版行业的环境污染和资源浪费问题,成为继激光照排和CTP(计算机直接制版)技术之后的前沿印刷制版技术。 

另辟蹊径,从“感光”到“非感光” 

纵观印刷制版技术的历史长河,大致可以将其分为两个明显的历史发展阶段。 

第一阶段可称之为物理成像阶段,包括雕版印刷、木活字印刷、铅字印刷等,他们共同的特点是利用了物理凹凸成像的原理,即通过凸起的地方粘油墨、凹下去的地方不粘油墨来实现印刷。 

第二个阶段可称为化学成像阶段,目前主要有激光照排和CTP两种技术,前者是国内的主流技术,由王选院士主持开发推广;后者是目前国际上流行的计算机直接制版技术。二者原理上都属于感光成像范畴。 

感光技术使得印刷工业获得了突飞猛进的进步,但与此同时,无论是激光照排还是CTP技术,在化学显影过程中,诸如清洗底片和印版这样的操作环节,不可避免地带来废液的排放。这使得印刷业成为“著名”的污染工业之一。 

人们平时工作生活中使用的各类纸质印刷物,每页纸上的图文油墨面积不超过纸张面积的20%。在印刷制版过程中,80%以上的面积区域实际上是事先涂上感光层,然后再通过腐蚀办法去掉。涂上感光层的过程需要成本,腐蚀的过程也增加了消耗,提高了制版成本,不仅工艺复杂,而且造成了严重的材料浪费。 

此外,印刷厂的员工还不得不面对另一个现实:感光技术手段需要避光操作,对版材的生产、存储、运输和使用需要格外小心,稍不注意,被曝光的版材就只能废弃掉。 

能不能研制出更加环保的全新的印刷制版技术,既无污染、不需避光操作,又价格低廉,拥有大家自己的核心常识产权?  

在中科院化学所,宋延林研究的主要方向是信息功能材料和纳米材料,关于纳米尺度信息存储和纳米材料表面亲油、亲水性控制的研究曾分别获得国家自然科学奖。 

本来宋延林研究的方向跟印刷是没有直接的关联的,但是一次偶然的机会,宋延林去中科院下属的一个印刷厂印资料,闲谈中发现,自己研究的两个技术领域将原理相结合,可以产生一种全新的印刷制版方式。也就是,如果运用纳米材料,直接打印形成具有相反浸润性超亲油/亲水的图文区和非图文区,就可以避开现有印刷制版技术的种种弊端。 

于是,宋延林抛开感光成像的思路,提出基于纳米材料亲/疏水可控转换原理的打印制版技术。 

宋延林认为,整个印刷过程中,印版呈现印刷区(亲油墨)和非印刷区(亲水,不亲油墨)两种相反性质的区域。从信息存储的角度,可以转化为二进制的“0”、“1”语言方式,“0”即亲水区,“1”即亲油区。“这样一来,印刷问题就转换成化学和材料方面的问题,大家可以用本专业的方法去处理。”他说。 

要实现高精度的印刷,就必须形成图文区与非图文区清晰的界面,亲油和亲水界面要有足够的反差,即图文区超亲油(疏水),非图文区超亲水(疏油)。宋延林和他的团队通过对印版材料表面进行纳米结构处理,不仅可以实现版材的超亲水,而且可以有效调控图文区域的浸润性,实现其从超亲水到超亲油的转变,避免了图文区和非图文区因反差不够导致的糊版现象。 

为保证印版的耐印力,需要图文区有足够强的耐摩擦性。宋延林和他的团队通过在转印材料中复合纳米粒子,提高了图文区的耐摩擦(耐印)性。 

早在“十五”期间,宋延林就承担了国家高技术研究发展计划(863计划)项目“纳米粒子的制备和应用”,开发出彩色打印材料,其主要性能超过国外著名企业生产的产品,从而能够保证在版材上得到精细的图文区。 

目前使用的感光成像制版印刷工艺,从版材的生产、运输到使用,都需要避光操作。纳米材料绿色制版技术摒弃了感光成像的思路,省略了暗室和曝光、显影、冲洗等繁琐工艺,从根本上解决了印刷制版过程中的环境污染和资源浪费问题,是目前最环保的制版技术。 

为了更好地说明这一原理,宋延林跟记者打了一个比喻,他说:“通俗地讲,激光照排和CTP技术都是感光成像的原理,激光照排就如同用胶卷照相,需要胶片和印版(类似洗胶卷和相片)两步暗室冲洗过程,时间长、工艺繁琐; CTP技术有些类似于不用胶卷的‘拍立得’照相,减少了胶片步骤,速度快但成本高;而纳米材料绿色制版技术就像数码照相,直接把相片打印出来,只不过打印出来的是版材而已。”  

“鼠标一点,轻松制版;成本低廉,告别污染。”宋延林用了一句类似广告的语言总结了他们科研成果的特点和优势。 

从“感光”到“非感光”,宋延林表示,他主要出于两个方面的考虑,“一方面,纳米材料绿色制版技术代表着印刷工业的下一代方向,也顺应了低碳经济的历史潮流。另一方面,多年来,印刷制版领域的国际大型企业如柯达、富士、爱克发等都是生产感光材料的巨头,其在感光材料领域多年的积累形成难以比拟的技术优势、人才优势和市场优势,沿着感光成像的技术路径,大家根本不可能与它们竞争,因此必须走一条绕开它们目前技术思路的路径。”  

逆风飞扬,从学者到企业家 

将纳米材料应用到印刷制版技术领域中为宋延林和他的项目团队打开了广阔的思路。2007年,纳米材料绿色制版技术得到了中科院和科技部863课题的重点支撑,从而大大加快了项目的进度。到目前为止,宋延林领导的纳米材料绿色制版项目组已申请相关发明专利35项、国际PCT专利合作条约专利8项、授权发明专利9项,形成了较为系统的自主常识产权。 

但是如何将科研成果投入到市场中来?这是一直以来困扰过无数研发人员的难题。宋延林也不例外。 

2008年,宋延林参加了由中科院和联想控股共同发起、联想控股主办的 “联想之星创业CEO”特训班。“联想之星创业CEO”首期特训班结束时,联想投资和联想控股对参加培训的团队和商业模式进行调查,选择项目投资。宋延林的项目第一个被选中。 

宋延林的人生就此面临了一个新的抉择:是转让技术、回来继续埋头进行科学研究,还是创办企业、亲自将其培育开花结果? 

在中科院,宋延林有着令人羡慕的职业发展。他32岁就被评为博士生导师,成为中科院最年轻的博士生导师之一,还先后担任中科院高技术局材料、能源与化工处处长和化学所新材料实验室主任。 

在学术方面,宋延林也颇有建树,他已发表SCI收录论文150余篇,其中有10多篇在国际重要学术期刊以封面论文发表。他主持和参加编写了英文专著5部,中文专著1部,获授权发明专利50多项。他两次获得国家自然科学二等奖,先后获得国家杰出青年科学基金、中国青年科技奖、中国化学会-阿克苏诺贝尔奖、中国科学院研究生院优秀教师和中国科学院杰出青年等荣誉称号。 

他还担任中国材料研究学会理事、中国真空学会理事、中国计算机行业协会常务理事、计算机耗材行业专委会副会长、黄金城官方门户网站常务理事、中国颗粒学会副理事长,以及北京航空航天大学、北京印刷学院兼职教授。 

很多人都认为宋延林完全可以继续安稳地做他的研究,前途一片光明。 

“就这样带研究生、写论文,享受科研的乐趣,不也很好吗?”在选择的初期,宋延林也曾经困惑过。但是当他看到身边的一项项科研成果没法变成产品、不能形成产业化能力的时候,他深感到科研人员不能只埋头于实验室,而应该跳出来了解市场需求,推出新的技术和产品。“中国的发展不能再走先污染、后治理的老路了,科研人员要有自己的责任感,为经济和社会发展解决现实问题,而现在中国企业接受新技术还有困难,需要科研人员将技术完善为成熟的生产工艺。”宋延林说,“其实你别无选择”。 

这是两种完全不同的人生规划,经过考虑,宋延林觉得自己有责任将这项科研成果推广到市场当中,而创办企业能面对一个更宽广的平台。 

宋延林虽然一直从事科研,但他却从来不缺乏市场头脑。1998年,他就参加团中央组织的青年兴业领头人培训班和青年厂长经理培训班。“我当时就认为,将来中国经济发展最具活力的主体一定是中小企业,特别是有创业梦想的年轻人。”他说。 

在中科院工作的10多年中,宋延林先后担任过化学所科技处副处长和中科院高技术局材料、能源与化工处处长,还曾代表化学所出任一些相关企业的董事。这使得他对院办企业的问题有清醒认识。“在中国创业,不仅仅是技术问题,甚至不仅仅是商业问题,还必须对整个社会和国家的状况及发展趋势有深刻理解。”宋延林强调。 

“5年前我觉得我还没有能力去处理产业化过程中众多复杂的关系”,现在,宋延林认为自己是纳米材料绿色印刷制版项目产业化最合适的负责人:最了解技术本身、有一定的商业敏感、且在体制内锻炼多年,但他知道,商业不像科研,可以在不断的试错中走向成功,“创业者必须有很强的学习能力,一个地方摔一跤,方圆50公里以内就不能再同样摔跤了。” 宋延林如是说。 

另一个重要的原因是,宋延林的这些优势也得到了来自于中科院的肯定。在给予研究人员创办企业的相关支撑方面,中科院本身已经积累了比较丰富的经验。当年,柳传志就是从中科院的实验室中走出,创办联想集团,如今已是中国企业界的一面旗帜。 

在确保中科院化学所作为技术方占据最大持股方的前提下,资本界依然表现出一片热忱。2009年11月,在中科院、联想控股等单位的共同投资下,北京中科纳新黄金城手机版官网企业(以下简称中科纳新)正式成立,宋延林担任了该企业的总经理。至此,宋延林正式踏上了创业之路。 

中科纳新成立之后,宋延林变得更忙碌了,除了要负责技术的研发之外,他还要忙于组织企业团队、了解市场动态。原来有规律的生活节奏完全被打破,加班加点成为常态。刚开始的时候,家人很不理解,不过后来也都被他感染,给予了理解和支撑。 

当记者问起,作为学者和企业家有什么不同时,宋延林坦言道:这两者之间最大的区别就是思维方式和看问题的角度会有所不同。作为学者,更关注的是技术的创新;作为企业家,更关注市场的需求,即如何将技术变为商品。 

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