“在印刷制版領域,我國主要采用的還是激光照排技術,國外已開發(fā)出計算機直接制版技術(ComputerToPlate,CTP)以取代激光照排。這兩種技術的基礎都是基于感光材料,存在由此帶來的感光、顯影、沖洗等復雜過程和避光操作的繁瑣工藝,并因化學品清洗引起嚴重的環(huán)境污染問題。而我們基于納米材料研發(fā)的印刷制版技術具有非感光、無污染、低成本、工藝簡單、綠色環(huán)保等多方面的優(yōu)勢。”不久前剛剛獲得首屆“中國化學會-阿克蘇諾貝爾化學獎”的宋延林不無自豪地說。
宋延林是*化學研究所的研究員,因在有機高密度信息存儲材料、聚合物光子晶體的制備和應用、綠色打印印刷材料和技術等方面的重要研究成果,榮獲首屆“中國化學會-阿克蘇諾貝爾化學獎”。1970年創(chuàng)立的“阿克蘇諾貝爾科學獎”每兩年頒授一次,以表彰不同領域的杰出科研成果。2009年此獎項被引進中國,與中國化學會合作,用以表彰中國化學家。
一場報告改變人生軌跡
1969年出生的宋延林在家鄉(xiāng)河南安陽讀小學、中學,1985年以優(yōu)異成績考入鄭州大學化學系,讀完本科又讀碩士,1992年到北京大學攻讀化學專業(yè)的博士學位。
宋延林說,在北大一個偶然的機會,他聽了電子學系薛增泉教授的一場報告,對他描述的超高密度信息存儲的研究產生了濃厚的興趣。
什么是超高密度信息存儲?“美國國會圖書館的所有信息,都可存儲在一塊方糖大小的芯片中。”這是美國前總統(tǒng)克林頓在一次關于納米科技的報告中,對超高密度信息存儲作出的形象描述。
宋延林說,隨著信息技術的飛速發(fā)展,人類要處理的信息量與日俱增,要求不斷開發(fā)具有更高信息存儲密度及更快響應速度的材料和器件。如何提高讀寫速度、實現納米尺度信息存儲是目前迫切要解決的問題。而要實現超高密度信息存儲就必須超越目前光、磁存儲的極限,因此在材料設計、存儲方法等方面都必須具有新的思路。
專業(yè)學的是有機和高分子化學的宋延林介紹說,有機材料因其獨特的光電特性和結構可控等優(yōu)點,在超高密度信息存儲領域受到廣泛關注。設計具有優(yōu)異光電特性、良好成膜性和穩(wěn)定性的有機分子并制備其高質量薄膜,特別是將其用于分子電子器件,已成為近年來研究的熱點之一。
在北大攻讀博士學位,以及在清華大學化學系進行博士后工作期間,宋延林與合作伙伴通過大量實驗,設計制備出一系列有機分子薄膜,成功地寫入尺寸為1.3納米的記錄點,比國外同期的研究結果要小近一個數量級。1997年,這一成果被評為當年“中國科技進展”之一。
印刷制版技術的突破性進展
上世紀80年代,王選院士主持開發(fā)的漢字激光照排技術引發(fā)了我國印刷業(yè)的一場技術革命,讓中國印刷業(yè)“告別鉛與火,迎來光與電”。近年來,隨著數字化、網絡化的快速發(fā)展,環(huán)保印刷技術成為印刷行業(yè)的發(fā)展趨勢。但取代激光照排的代表性技術——計算機直接制版技術(CTP)卻被國外企業(yè)壟斷,設備和耗材價格昂貴,讓大多數中國企業(yè)望而卻步。
宋延林介紹說,激光照排技術和CTP技術的基礎都主要是基于感光材料,因為要使用顯影液、定影劑等化學品,會對環(huán)境造成污染。據統(tǒng)計,每年全國排放的化學廢液達數十萬噸,其中含金屬銀數百噸。“通俗地講,激光照排和CTP技術都是感光成像的原理,激光照排就如同用膠卷照相,需要膠片和印版(類似洗膠卷和像片)兩步暗室沖洗過程,時間長、工藝繁瑣;而CTP技術有些類似于不用膠卷的‘拍立得’照相,減少了膠片步驟,速度快但成本高。”
能不能研制出更加環(huán)保的全新的印刷制版技術,既無污染、不需避光操作,又價格低廉,擁有我們自己的?
宋延林認為,印刷技術的關鍵問題就是如何才能形成親水、親油的微區(qū),以及如何在版材上得到精細的圖文區(qū)。“從原理上講,所有的信息存儲和顯示都可以轉化為二進制的‘0’和‘1’的方式,這要求信息圖文區(qū)和非圖文區(qū)要有明顯差異的物理化學性質。對印刷過程而言,只需以“0”呈現非印刷區(qū)(親水、不親油墨),以“1”呈現印刷區(qū)(親油墨),即可實現印刷的過程。”
“十五”期間,宋延林帶領課題組承擔的“863”課題“納米顏料粒子制備及其應用”解決了打印精細圖案的材料和技術問題。此間,他和同事在納米界面材料制備及超親水/超疏水浸潤性的研究,為有效控制印版表面微區(qū)的浸潤性提供了堅實基礎。他帶領科研團隊瞄準我國對*印刷技術的需求,開展了納米材料綠色打印制版技術的研發(fā)工作,并取得了突破性進展。
宋延林表示,“納米材料綠色印刷制版技術”省去了感光預涂層及化學品沖洗步驟,在根本上消除環(huán)境污染的同時大大降低了成本;同時簡化了制版流程,無須暗室避光操作,并省去曝光、沖洗、曬版等環(huán)節(jié)。不僅如此,直接在印版上打印圖文,減少了圖像轉移次數,圖像再現性好,無須拼版、修版,圖文質量大大提高。
“鼠標一點,輕松制版;成本低廉,告別污染。”宋延林用了一句類似廣告的語言總結了他們科研成果的特點和優(yōu)勢。
目前,宋延林課題組已申請發(fā)明20項,授權7項,并有3項發(fā)明申請了《合作條約》(PCT),初步形成了較為系統(tǒng)的自主知識產權。
“深刻感受到體制的限制”
目前印刷業(yè)已經發(fā)展成為對我國國民經濟有重要影響的行業(yè)之一,據了解,在1995~2007年間,中國印刷行業(yè)總產值平均年增長率為16.7%,2007年達到4600億元。中國印刷及設備器材工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的數據表明,2009年我國印刷業(yè)總產值達到5000多億元。這樣快速發(fā)展的巨大市場對具有自主知識產權的*印刷技術提出了迫切需求。
2009年9月初,納米材料綠色印刷制版技術中試線在京建成,這意味著這種新的印刷制版技術已經處于產業(yè)化的前夜。
宋延林說,“要實現產業(yè)化,必須以企業(yè)的形式運行。這就涉及國有資產的評估和股權等問題。目前的體制機制還不夠順暢,有很大限制和困難。”
為了使綠色印刷制版技術盡快產業(yè)化,一年來,宋延林為處理產業(yè)化過程中眾多復雜的關系左沖右突。他直言,“這一年來我深刻感受到體制的限制:人人都表示要大力支持,但固有的政策和流程常常讓實際操作陷入僵局。”
他表示,從傳統(tǒng)的做科研的角度,他們已經完成了實驗室研發(fā)的任務,若是有企業(yè)“接棒”,他們會“扶上馬再送一程”,但從目前的情況看,不排除自辦企業(yè)。
也許不久的將來,在中關村的執(zhí)行官中,人們會看到宋延林的身影。
宋延林是*化學研究所的研究員,因在有機高密度信息存儲材料、聚合物光子晶體的制備和應用、綠色打印印刷材料和技術等方面的重要研究成果,榮獲首屆“中國化學會-阿克蘇諾貝爾化學獎”。1970年創(chuàng)立的“阿克蘇諾貝爾科學獎”每兩年頒授一次,以表彰不同領域的杰出科研成果。2009年此獎項被引進中國,與中國化學會合作,用以表彰中國化學家。
一場報告改變人生軌跡
1969年出生的宋延林在家鄉(xiāng)河南安陽讀小學、中學,1985年以優(yōu)異成績考入鄭州大學化學系,讀完本科又讀碩士,1992年到北京大學攻讀化學專業(yè)的博士學位。
宋延林說,在北大一個偶然的機會,他聽了電子學系薛增泉教授的一場報告,對他描述的超高密度信息存儲的研究產生了濃厚的興趣。
什么是超高密度信息存儲?“美國國會圖書館的所有信息,都可存儲在一塊方糖大小的芯片中。”這是美國前總統(tǒng)克林頓在一次關于納米科技的報告中,對超高密度信息存儲作出的形象描述。
宋延林說,隨著信息技術的飛速發(fā)展,人類要處理的信息量與日俱增,要求不斷開發(fā)具有更高信息存儲密度及更快響應速度的材料和器件。如何提高讀寫速度、實現納米尺度信息存儲是目前迫切要解決的問題。而要實現超高密度信息存儲就必須超越目前光、磁存儲的極限,因此在材料設計、存儲方法等方面都必須具有新的思路。
專業(yè)學的是有機和高分子化學的宋延林介紹說,有機材料因其獨特的光電特性和結構可控等優(yōu)點,在超高密度信息存儲領域受到廣泛關注。設計具有優(yōu)異光電特性、良好成膜性和穩(wěn)定性的有機分子并制備其高質量薄膜,特別是將其用于分子電子器件,已成為近年來研究的熱點之一。
在北大攻讀博士學位,以及在清華大學化學系進行博士后工作期間,宋延林與合作伙伴通過大量實驗,設計制備出一系列有機分子薄膜,成功地寫入尺寸為1.3納米的記錄點,比國外同期的研究結果要小近一個數量級。1997年,這一成果被評為當年“中國科技進展”之一。
印刷制版技術的突破性進展
上世紀80年代,王選院士主持開發(fā)的漢字激光照排技術引發(fā)了我國印刷業(yè)的一場技術革命,讓中國印刷業(yè)“告別鉛與火,迎來光與電”。近年來,隨著數字化、網絡化的快速發(fā)展,環(huán)保印刷技術成為印刷行業(yè)的發(fā)展趨勢。但取代激光照排的代表性技術——計算機直接制版技術(CTP)卻被國外企業(yè)壟斷,設備和耗材價格昂貴,讓大多數中國企業(yè)望而卻步。
宋延林介紹說,激光照排技術和CTP技術的基礎都主要是基于感光材料,因為要使用顯影液、定影劑等化學品,會對環(huán)境造成污染。據統(tǒng)計,每年全國排放的化學廢液達數十萬噸,其中含金屬銀數百噸。“通俗地講,激光照排和CTP技術都是感光成像的原理,激光照排就如同用膠卷照相,需要膠片和印版(類似洗膠卷和像片)兩步暗室沖洗過程,時間長、工藝繁瑣;而CTP技術有些類似于不用膠卷的‘拍立得’照相,減少了膠片步驟,速度快但成本高。”
能不能研制出更加環(huán)保的全新的印刷制版技術,既無污染、不需避光操作,又價格低廉,擁有我們自己的?
宋延林認為,印刷技術的關鍵問題就是如何才能形成親水、親油的微區(qū),以及如何在版材上得到精細的圖文區(qū)。“從原理上講,所有的信息存儲和顯示都可以轉化為二進制的‘0’和‘1’的方式,這要求信息圖文區(qū)和非圖文區(qū)要有明顯差異的物理化學性質。對印刷過程而言,只需以“0”呈現非印刷區(qū)(親水、不親油墨),以“1”呈現印刷區(qū)(親油墨),即可實現印刷的過程。”
“十五”期間,宋延林帶領課題組承擔的“863”課題“納米顏料粒子制備及其應用”解決了打印精細圖案的材料和技術問題。此間,他和同事在納米界面材料制備及超親水/超疏水浸潤性的研究,為有效控制印版表面微區(qū)的浸潤性提供了堅實基礎。他帶領科研團隊瞄準我國對*印刷技術的需求,開展了納米材料綠色打印制版技術的研發(fā)工作,并取得了突破性進展。
宋延林表示,“納米材料綠色印刷制版技術”省去了感光預涂層及化學品沖洗步驟,在根本上消除環(huán)境污染的同時大大降低了成本;同時簡化了制版流程,無須暗室避光操作,并省去曝光、沖洗、曬版等環(huán)節(jié)。不僅如此,直接在印版上打印圖文,減少了圖像轉移次數,圖像再現性好,無須拼版、修版,圖文質量大大提高。
“鼠標一點,輕松制版;成本低廉,告別污染。”宋延林用了一句類似廣告的語言總結了他們科研成果的特點和優(yōu)勢。
目前,宋延林課題組已申請發(fā)明20項,授權7項,并有3項發(fā)明申請了《合作條約》(PCT),初步形成了較為系統(tǒng)的自主知識產權。
“深刻感受到體制的限制”
目前印刷業(yè)已經發(fā)展成為對我國國民經濟有重要影響的行業(yè)之一,據了解,在1995~2007年間,中國印刷行業(yè)總產值平均年增長率為16.7%,2007年達到4600億元。中國印刷及設備器材工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的數據表明,2009年我國印刷業(yè)總產值達到5000多億元。這樣快速發(fā)展的巨大市場對具有自主知識產權的*印刷技術提出了迫切需求。
2009年9月初,納米材料綠色印刷制版技術中試線在京建成,這意味著這種新的印刷制版技術已經處于產業(yè)化的前夜。
宋延林說,“要實現產業(yè)化,必須以企業(yè)的形式運行。這就涉及國有資產的評估和股權等問題。目前的體制機制還不夠順暢,有很大限制和困難。”
為了使綠色印刷制版技術盡快產業(yè)化,一年來,宋延林為處理產業(yè)化過程中眾多復雜的關系左沖右突。他直言,“這一年來我深刻感受到體制的限制:人人都表示要大力支持,但固有的政策和流程常常讓實際操作陷入僵局。”
他表示,從傳統(tǒng)的做科研的角度,他們已經完成了實驗室研發(fā)的任務,若是有企業(yè)“接棒”,他們會“扶上馬再送一程”,但從目前的情況看,不排除自辦企業(yè)。
也許不久的將來,在中關村的執(zhí)行官中,人們會看到宋延林的身影。
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