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宋延林:“绿色印刷”产业链的推动者

发布时间:2016年05月23日 14:12来源:中国包装印刷产业网 编辑:曹梦人气:5436


   导读:宋延林研究团队的主页上有一个座右铭:从不可能到可能。他的团队有三句鼓舞士气的话:要解决问题,不要解释问题;要创造机会,不要等待机会;要压倒一切困难,不被任何困难压倒。
  

     宋延林,1989年毕业于郑州大学;1996年获北京大学理学博士学位;1996-1998年于清华大学化学系进行博士后研究。1998年至今,历任中国科学院化学研究所有机固体重点实验室副研究员、研究员、博士生导师,新材料实验室主任。现任中国科学院化学研究所中国科学院绿色印刷重点实验室主任,研究员、博士生导师。他从纳米材料的创新研究成果出发,主持开发了一条非感光、无污染、低成本的绿色印刷制版技术路线,进而形成包括绿色制版、绿色版基和绿色油墨在内的系统的绿色印刷产业链技术,并推动绿色印刷技术在印刷电子等领域的应用;获授权中国发明专利70余项,美、日、韩和欧盟等发明专利14项,形成了较为系统的自主知识产权,并与企业合作,推动绿色印刷产业链的形成和发展。
  
  宋延林给人的印象是典型的学者模样,中等个儿,戴着眼镜,显得文质彬彬,十分儒雅,然而他却是一位产、学、研相结合的成功者。就在不久前,他获得了中国科学院2015年先进工作者称号。
  
  从基础研究到产业应用
  
  宋延林所在的中国科学院化学研究所是以基础研究为主,有重点地开展国家急需的、有重大战略目标的高新技术创新研究,并与高新技术应用和转化工作相协调发展的多学科、综合性研究所。在这样一个基础研究所中,宋延林却以“绿色印刷”的实用技术为人所熟悉和称道。
  
  “我和我的团队的工作也是从基础研究出发的。与其他基础学科科研人员不一样的是,我们结合基础研究方面的工作,从事了印刷技术的研究和产业化,而且在后两个阶段下了一些功夫。”宋延林在接受我们采访时表示,他和他的团队之所以引起了中科院、社会公众甚至国家的关注,源于他们建立了一个不同于主流印刷的新技术体系。“在世界近代科技史上,由中国人主导的技术体系太少了。”宋延林感慨。
  
  中国现行科研体制下,一般的研究路径将基础研究和应用研究分得很开。但宋延林的研究领域却努力将两者结合起来,形成链条式研发。
  
  “我最早做基础研究工作时偏重信息存储方向,研究信息如何从模糊的表达到数字化的表达。有了这样的基础,后来接触到印刷和打印时就发现道理是相通的。对印刷品来讲,有文字的地方就是‘1’,空白的地方就是‘0’,关键问题是怎样在印刷品上实现‘0’和‘1’的区分,这里就涉及到整个印刷技术的发展过程。”宋延林说。
  
  “化学所是以基础研究为主的研究所,我们团队主要的精力也在基础研究方面,我们课题组发表了200多篇研究论文,其中有30多篇论文作为封面论文发表,并得到了很多关注和研究亮点报道。”宋延林解释道,他现在从事的基础研究问题很多都是从产业化过程中归纳出的问题,在解决这些问题的同时也推动基础研究的发展,可以说是“从实践中来,到实践中去”。其中的很多问题既是国际上的技术难题,也是科学难题。
  
  2002~2004年,宋延林在中国科学院高技术局材料能源化工处两年的工作经历让他对应用研究和产业化的急迫性有了更加直观的感受:“因为实验室研究和企业需求关联度不高。我国产业发展过程中有很多技术难题,其解决方案是引进国外的生产线,买国外的技术。我国的很多基础研究对产业的发展了解很少,对市场了解更少,而我们通常所说的应用研究又很多是比较局部、零散、滞后的,技术含量不够高。总体来说,仿制的东西比较多,独立的创新比较少。”
  
  宋延林认为,科技本来应该起到引领经济社会发展的作用,而现实中基础研究和应用研究的关系就好像是一个跑得太远了,另一个在后边追,脱节的情况比较严重。
  
  “在院机关工作的两年对我的触动很大。一方面国家、社会和公众对中科院都有很高的期望,也能尊重和理解中科院在基础研究上为国争光,但同时也希望科技的发展能对经济发展有实实在在的作用。”宋延林坦言,2004年后,他开始关注能解决实际问题的研究方向,“不过这种解决实际问题不能是简单的‘配方’型研发,中科院要在重要产业发挥战略性和前瞻性的先导和引领作用。”
  
  此后,让宋延林念念不忘的是怎样把基础研究和产业的变革联系起来。“国际上普遍认为中国制造还是建立在牺牲资源、环境,利用廉价劳动力的基础之上,这两个因素目前都面临着不可持续的挑战。与产业发展紧密结合才能使科技真正带动经济增长方式的转变。”
  
  解决科学和技术难题
  
  宋延林说,制版技术从原理上讲经历了两个大的阶段,一是基于物理凹凸结构形成图文和空白的物理成像阶段;二是以汉字激光照排为代表的化学成像阶段。后者的贡献在于把感光化学和感光成像技术应用到印刷技术上。“这个过程相比铅字排版是一个革命性的变化,但利用感光成像原理,其生产运输等等都需要避光操作,造成感光废液的排放,另外80%以上的感光层是被腐蚀掉的,所以会造成大量的材料浪费”。
  
  宋延林的团队尝试在亲水的版材上打出亲油的图案,靠表面能的反差区别图文区和空白区。“这样就可以直接印刷了,我们利用的正是材料表面能差异的成像原理。”这一技术申请了一系列专利,是目前最环保的印刷技术。
  
  据宋延林介绍,这里面纳米技术起到了关键作用。“普通墨打印会有图像边缘模糊现象,我们就靠纳米材料增强其亲水性和亲油性的反差,还利用纳米颗粒复合增强耐印力。这就涉及到很多具体的基础研究问题”。
  
  一项新技术从研发到应用通常要经过很长的发展时期。由于这是一项全新的技术体系,不仅是新材料问题,甚至设备、软件都需要自己解决。这对宋延林和他的团队来说是一个不小的挑战。“从一个原理和想法出发,真正把其变为一个产业技术,不是只做自己熟悉的领域就行,这是一个全链条的过程”。
  
  现在,宋延林及其研究团队的研究主要围绕纳米材料和印刷技术的结合问题。提出印刷技术发展的“四化”:绿色化、功能化、立体化和器件化。印刷产业链有三个大的环节会产生污染的排放,一是感光冲洗废液排放,二是印刷版材铝板的电解氧化是一个高耗能高污染的过程,三是油墨中的溶剂会污染环境。“到目前为止,我们形成了全世界最环保的绿色印刷产业链技术:不用感光冲洗制版,不用电解氧化的铝板做版基,利用水性墨,整个印刷产业中所有环节的环保要求我们都努力从源头予以解决,这也涉及很多国际科研前沿中非常基础的工作。”
  
  宋延林强调,原来的很多制造技术都是减法原理,而新的绿色技术是做加法,没有浪费,所以不产生污染。在怀柔产业基地,利用各种纳米材料和油墨,众多的书籍、期刊,以及地铁票、apec会议的门卡等等被印刷出来。“而且我们把绿色印刷的技术推广到别的领域,比如在建材中,玻璃陶瓷上直接打印出图案,就不用原来的高温烧结技术,能耗大大降低。”宋延林表示,印刷的视野应该拓宽,不仅仅是原来的印书印报,“纸张”和“墨”的概念可以拓展到很多领域。
  
  传统印刷业目前正面临着两个大的挑战:一是电子阅读导致印刷读物销量下降,二是环境的巨大压力。通过绿色印刷,不仅可以大大拓宽可印刷物的范围,还可以降低印刷全过程的污染。可以说是印刷业的一场革命。
  
  把不可能变为可能
  
  宋延林研究团队的主页上有一个座右铭:from“impossible”to“i’mpossible”(从不可能到可能)。宋延林认为,这正是他的团队能提出和发展一种新技术的动力。“任何一项新技术的发明要经过三个阶段,一是别人没想到的时候你想到了,二是别人想到没去做而你去做了,三是很多人做的过程当中遇到困难就放弃了,而你没有放弃”。
  
  宋延林对他自己和团队的要求就是一定要有这样的自信,别人都认为是不可能的事,只要原理可行、敢于创新、能够坚持,就有希望把不可能变成可能。
  
  “从技术上来讲,走一条别人没走过的路,首先你自己要有强大的内心。当我们遇到软件和设备的研制困难时,我们也曾怀疑过这条路会不会走不通?”宋延林说,他的团队有三句鼓舞士气的话:要解决问题,不要解释问题;要创造机会,不要等待机会;要压倒一切困难,不被任何困难压倒。“要做变革性的技术一定要有这样的决心。”宋延林总结道。
  
  (原标题:宋延林:“绿色印刷”技术创造未来)
(来源:中国科学报 文/韩天琪)

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