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用纳米绿色印刷技术轻松打印绿色世界

2014-09-12 15:30:05.0 来源:人民日报 责编:徐赳赳

摘要:
不用感光冲洗,也不产生废水废液,报纸、书籍的版样就可以打印出来;电脑、手机的线路板,不用刻蚀,同样也可以轻松打印出来。这些看似神奇的技术,在科研人员的努力下已经成为现实。
  新的纳米绿色印刷技术则完全不需要暗室和曝光过程,也不产生废水和废液,成本还比传统激光照排制版便宜1/3以上。对此,宋延林做了形象的比喻:“通俗地讲,传统的激光照排相当于‘胶片照相机’,较先进的计算机直接制版技术相当于‘拍立得’,而纳米绿色制版技术就像是‘数码相机’。”
  
  2、用纳米涂层取代原来电解氧化的过程,用纳米材料打印制备代替曝光成像,用水性墨代替油性墨,从源头解决印刷产业链中80%以上的污染。
  
  根据统计,2013年中国印刷行业总产值达10398.5亿元,但也产生了大量的感光废液、有害溶剂和版基电解废液。同样,传统的印刷电路板行业也对环境产生巨大污染,生产废液中含大量重金属离子,严重污染环境。宋延林认为,纳米绿色印刷制造技术可以从源头防止这些污染的产生。“针对印刷产业链制版、版基和油墨的生产使用过程中产生的三大污染,纳米绿色印刷技术用纳米涂层取代原来电解氧化的过程,用纳米材料打印制备代替曝光成像,用水性墨代替油性墨。这样的绿色印刷技术体系可以解决印刷产业链中80%以上的污染。”宋延林说。
  
  据测算,纳米绿色印刷制造技术全面推广以后,全国每年可减排上万吨有机溶剂、数百万吨废液和废水,节约数百吨银和数万吨铜等金属。“不同纳米结构有不同的性质,比如亲水性和亲油性,我们找到了纳米结构和表面性质控制的规律。”宋延林说,将版基材料制成超亲水性结构,再在上面打印超亲油性的纳米转印材料,制出的印版印刷清晰度也会大幅提高。
  
  科研人员还通过打印出目前最小的、只含一个纳米粒子的墨点,再由这样的墨点连成最细的线,形成平整的面,攻克了纳米颗粒通过印刷方式形成高精度图案的难题。由于纳米材料绿色印刷电路技术具有价廉、灵活制备柔性电路的优势,因此能提升传统印制电路板行业的生产技术水平。尤为重要的是,目前电路板制造采用蚀刻工艺,一张覆铜板90%左右的铜都要腐蚀掉,并造成严重环境污染。“我们利用金属纳米颗粒,通过打印印刷的方式做这件事情,就可以避免污染环境和材料浪费。”宋延林说。
  
  3、除了印刷书籍、报纸、杂志,还可打印灵敏度更高的地铁车票,未来或许会打印手机、电脑、电视屏幕,卷起来就能带走。
  
  除了印刷书籍、报纸、杂志,纳米印刷还可以生产灵敏度更高的电子票卡。宋延林介绍:“我们使用的地铁票里面就有芯片和电路。目前,印制地铁票电路的技术已全面通过考核,在从根本上消除污染的同时,还大大降低了成本。”据介绍,新技术印刷的车票除灵敏度高等优势外,更具环保效益。现有的车票很难回收利用,而应用纳米绿色印刷技术制造的车票可以重新打浆,纸浆和金属通过重力分离,绝大部分材料可以回收再利用。“这项技术我们还在继续改进,像身份证等各种证件将来也可以通过印刷制备出来。”宋延林说。
  
  在宋延林的眼中,纳米材料绿色印刷制造技术有着广阔的应用前景,是对多个传统行业制造技术的革命,也将催生很多战略新兴产业。这项技术发展成熟后,可以应用在电子纸、电子服装、物联网、柔性显示、电子装饰、太阳能电池、照明导线、传感器等诸多产业。目前,纳米绿色印刷技术已经实现了在塑料、纺织面料和玻璃、陶瓷等多种材料上的图案打印,可以解决传统生产过程的高污染和高能耗问题。“也许将来手机、电脑、电视屏幕都可以打印出来,卷起来就能带走。”宋延林说,“我们这个以印刷为开端的改变中国产业污染现状的技术,能延伸的领域极广,这将是一场新的技术革命。”
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