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纳米绿色印刷:基础创新引领产业发展
日期:2018年01月25日     

    印刷业是我国国民经济的重要组成部分,2016年国内行业总产值高达1.15万亿元。自上世纪八十年代以来,汉字激光照排技术的推广使得我国印刷业迈入“光与电”的新时代。然而,激光照排制版技术就像相机胶卷一样需要曝光显像,其使用的显影、定影液等化学物质会产生大量污染。即使目前最先进的计算机直接制版技术,也需要感光预涂层和化学处理过程,这导致印刷产业面临着环境污染带来的巨大压力。发展绿色印刷技术,是当前国际印刷业的发展趋势。
    纳米印刷技术具有其突出的环保优势和广阔的发展前景,被视为新一代绿色印刷技术,并引起国际印刷界的高度关注。在纳米印刷中,构筑具有特殊结构和性能的微/纳米复合材料,建立印刷墨滴精确调控的理论和方法,发展具有普适性的微/纳米材料印刷图案化技术,是纳米印刷材料和功能器件应用的关键。
    在国家重大研究发展计划“仿生流体可控输运微/纳米界面材料”项目的资助下,中科院化学所宋延林团队从微/纳米界面材料结构和调控流体输运性能之间本质关系出发,开展了材料体系设计、制备方法、功能材料构造等一系列基础性研究。
    该团队从原理创新发展出一系列关键性技术,比如:利用对液滴扩散、融合以及粘附行为的研究成果,实现了对墨滴从零维到三维结构的精确控制,发展了普适性的纳米粒子图案化技术;利用纳米转印材料和纳微米结构版材表面浸润性调控原理,发展出无需曝光冲洗的纳米绿色制版技术;同时,针对溶剂型油墨带来的VOC排放问题,通过对成膜树脂及颜料纳米粒子的设计,制备出能在不同塑料表面实现良好印刷效果的环保油墨。
    在上述关键技术的支撑下,该团队进一步完成了包括绿色制版、绿色版基和绿色油墨在内的绿色印刷产业链创新技术体系的建立。在印刷企业集中区建成绿色印刷制版中心,可覆盖百余家印刷企业,在行业起到了引领示范作用。得到版材龙头企业的支持,建成世界上首条无电解氧化工艺的版基示范生产线,并制订了新型纳米绿色版材的行业标准。同时,在积极与企业合作,建立了绿色油墨规模生产基地,实现了绿色油墨的广泛应用,产品已出口10余个国家和地区。
    针对印刷产业的未来发展,宋延林团队进一步提出和发展了绿色印刷制造技术,实现了微纳线路的印刷制造,并发展了系列微纳米功能器件。纳米绿色印刷技术的产生标志着我国在绿色印刷领域走到了国际前沿,开辟了一条绿色、环保、高效的印刷新途径,推动我国印刷产业向“绿色化、功能化、立体化、器件化”方向发展,也将催生更多战略新兴产业。