从基础研究到技术创新:纳米材料绿色制版技术的启示

来源:上海新型纳米材料研究公司 发布时间:2019-01-02 点击次数:

汉字激光照相排版技术让中国印刷业告别铅与火,迎来光与电,随着科学发展和可持续发展理念的普及,绿色环保已成为印刷业的发展趋势,宋燕林等研究人员中国科学院化学研究所采用与现有感光成像不同的思路,提出了一种基于微/纳米结构亲水/疏水可控转换原理的制版技术。直接印刷形成了具有相对湿润性(超亲水性/亲水性)的图形和非图形区域,完全克服了传统制版技术对环境的污染,简化了制版工艺,降低了成本,纳米材料的绿色制版技术在本质上与传统制版技术不同。OM是目前流行的计算机制版(CTP)技术的研究思路、工艺流程和制版材料。它有三个优点:(1)消除了预涂和冲洗化学品,同时从根本上消除了环境污染,大大降低了成本;(2)简化了制版过程,不需要暗室操作,消除了曝光、冲洗、印刷等环节;(3)直接在制版机上印刷,减少了成本。CES的图像传输量大,图像再现性好,无需进行修补和修改,图文质量得到显著提高。
    
     纳米材料在这项技术中起着关键作用,从技术路线上看,这种基于润湿性控制的直接印刷制版方法具有工艺简单、绿色环保、成本低、无需遮光操作等优点,但为了发展成为一种可行的应用。技术上,我们还必须考虑印刷工艺的基本要求,如印刷精度、耐力等,这些问题没有基础科学的研究和突破,特别是纳米材料和纳米结构的制备和应用,是无法解决的。(1)要实现高精度印刷,就必须在图形区和非图形区之间形成清晰的界面。亲水性界面与亲油性界面应该有足够的对比,即图形区的超亲水性(疏水性)与非图形区的超亲水性(稀油性),研究人员不仅可以通过纳米结构实现超亲水板表面处理,而且可以有效地控制IMA的渗透。GE和文本区,实现从超亲水到超亲水的转变,避免图像和文本区对比度不足引起的印刷糊现象,控制液滴以提高印刷分辨率。转移材料)版材的润湿和脱湿行为要求对SURFA有良好的控制。CE板的张力、粘度和表面。通过在板表面构建特定的纳米结构,可以有效地控制液滴在固体表面的扩散和润湿行为,从而提高印刷和印刷分辨率;(2)为了保证板的印刷阻力,有必要图形区有足够强的摩擦阻力,通过在转移材料中加入纳米颗粒,研究人员有效地实现了转移材料的复合增强,提高了图形区的摩擦(打印)阻力,避免了纳米颗粒的团聚造成打印堵塞。纳米结构板和纳米颗粒复合转移材料的应用,有效地解决了印刷精度和印刷耐久性两个关键问题。
    
     这种自主创新的纳米制版技术的成功研发,可能会使印刷业摆脱黑暗,通过对其研发过程的分析,我们可以得到以下启示。
    
     为了解决印刷制版过程中的污染问题,能否摆脱感光成像的技术思维,实现印刷制版已成为解决问题的关键,长期以来对信息存储材料的设计、制备、存储和机理进行了研究。中国科学院化学研究所纳米材料直接制版项目组。相关研究成果获2008年国家自然科学奖二等奖,原则上所有的信息存储都可以转换为二进制0和1语言,即信息记录区和非记录区的理化性质应存在显著差异,对于印刷工艺而言,是指显示印刷区(油墨友好型)与非印刷区(亲水型、非油墨友好型)性质相反的区域,如何形成亲水性和亲脂性微区域是问题的关键,近年来,中国科学院化学研究所开展了一系列重要的基础研究工作。纳米界面材料的制备及超亲水/超疏水润湿性研究。相关研究成果已于2005获得国家自然科学奖二等奖,为有效控制印版表面微区润湿性提供了坚实的基础。另一个关键问题是如何在印版上获得良好的图像面积。在第十个五年计划期间,研究所中国科学院化学研究所承担了纳米颗粒的制备和应用,是国家高新技术研究开发计划的一部分。通过解决纳米颗粒的制备、包覆、稳定分散和表面张力控制等基本问题,研制出彩色印刷材料。其主要性能优于国外知名企业的产品,可印刷出色彩鲜艳、色彩鲜艳、图案精细的产品,在长期积累有关信息存储材料的结构与机理、纳米界面材料的理化性能及制备的基础研究的基础上,研制出稳定的纳米界面材料。纳米颗粒的化和分散,材料科学的研究者们可以提出一种通过印刷实现直接制版技术的途径,即在超亲水介质中直接、准确地印刷特制的纳米复合转移材料,在版材中,通过纳米级界面性质的调节,可以使纳米复合转移材料的性能得到提高。印刷和非印刷领域形成了具有相对湿润性(超亲水性/亲水性)的纳米微区(象形和非象形区),从而实现了直接制版印刷,2007年初,纳米技术在几个重要领域的应用和探索支持了这一理念,其中是中国科学院的重大基础研究课题,将这一理念转化为典范。
    
     为什么这种原始的创新技术是由从事化学和纳米材料的科学家提出和实现的,而不是由印刷领域的技术专家发明的我认为主要原因是纳米材料的科学家在长期积累的基础上,完成了相关技术突破的科学基础,通过对纳米材料绿色制版技术的研究和发展过程的分析,可以看出提高纳米材料绿色制版技术的关键自主创新的本质是自主创新。加强基础研究是提高初始创新能力的重要措施之一,虽然并非所有的创新都可以归因于基础研究,但没有很好的基础研究积累,原始创新是空谈,最终只能模仿,只能引进,没有长期储备。基础研究、技术创新和突破、应用和发展的丰富积累将成为被动的水,核心知识产权难以获得,当今创新国家在高新技术领域取得的大部分成就,可以追溯到战略部署上。昨天甚至前天做的基础研究。今天的基础研究投入和支持,将为今后占领高技术发展的制高点打下基础。
    
     基础科学在整个国家发展中的作用和地位,无疑对经济和社会的可持续发展具有重要意义。创造新的科学知识的基础研究,是一个国家科学水平的重要尺度和对人类文明的创造性贡献。基础研究是高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次、高层次的新技术是创新人才的摇篮,是可持续发展的保证,是先进文化建设的基础,是自主创新能力的脊梁和骨干。江泽民同志指出,基础研究是科学的基础,是技术的源泉。胡锦涛同志指出。基础研究是科学技术进步的先导,是自主创新的源泉。最近,美国科学基金会要求经济学家研究过去25年美国的经济增长,并探讨基础科学在其中的作用。经济学家得出结论,美国经济增长超过50%。过去25年中OMIC的增长归因于基础研究推动的研究和发展。
    
     印刷作为中国古代四大发明之一,对人类的进步和文明的传播作出了巨大贡献,但随着西方感光材料照相制版和激光照相排版技术的发展,中国印刷技术的发展远远落后于西方。世界先进水平。王璇院士研制和推广的王璇院士激光汉字排版系统,引起了中国现代印刷技术的革命,为工业的进步和国民经济的发展做出了重要贡献。目前,我国印刷业已经发展成为对国民经济有重要影响的行业之一。2007年,我国印刷业总产值达到4600亿元,1995-2007年,我国印刷业总产值年均增长率为16.7%,巨大市场的快速发展,迫切需要具有自主知识产权的先进印刷技术。为应对国际金融危机,纳米材料的绿色制版技术也被国务院列为科技支撑的重大项目。
    
     近年来,数字化、网络化的快速环保印刷技术已成为印刷行业的发展趋势。国外发展的计算机直接制版技术(CTP)已成为取代激光照相排版的代表性先进技术,即使是国外最先进的印刷技术也需要感光预涂和化学处理。CTP的核心技术被外国企业垄断,设备和消耗品价格昂贵,这使得大多数中国企业犹豫不决,虽然国内许多研究机构都开展了相关的研究工作,但主要还是以国外的技术路线、设备和材料(特别是板材)为例。仿制的对象,走仿制、替代、国有化的道路,这不仅是知识产权的问题,而且由于国外大型跨国公司拥有强大的研发力量和技术储备,每当国内仿制接近国外水平时,外国企业就会进入国际市场。生产新的替代技术和产品,使国内研发长期处于被动跟踪阶段,难以推广应用,目前激光照相排版系统主要应用于我国的印刷制版行业,国外引进的CTP系统也逐年增多,为摆脱这一困境,我国的CTP系统正在逐步走向成熟。在上述被动的形势下,我们必须走跨越式发展的道路。
    
     激光照相排版和CTP技术主要以感光材料为基础,因此不可避免地会有感光、显影、固定、冲洗等复杂的过程,以及避光的繁琐过程,以及化学清洗造成的严重环境污染问题,甚至CTP制版机也声称其具有高的感光性。AVE经过环境优化,每平方米板材需要大约300毫升化学品,包括显影剂、补充剂和固定剂。其中,银的浓度为6-10 g/l,铝的含量约为0.5 g/l,虽然一般做法是先排放废液,然后再排放,但对环境仍有严重影响,每年中国排放的化学废液数十万吨,其中数百吨银吨、铝吨,造成严重的环境污染和资源浪费。
    
     通过对纳米材料绿色制版技术等研究项目的分析,可以看出我们应该进一步促进基础科学研究与经济社会发展的紧密结合,目前我国的科研体系更注重以专业背景为主线的组织研发,并将其应用到纳米材料绿色制版技术中。以产品为主线的企业技术需求存在较大的差距和偏差。因此,虽然一些科研成果已通过国家和地方的鉴定,但大多停留在纸或实验室原型机的水平上,不考虑能否及时有效地进行转化,进一步导致科研行为和市场需求的脱节。当然,不能被投资者和用户所青睐,因此,科技工作者和科技管理部门必须牢牢把握市场和转型机遇,大力支持那些符合国家战略需要的成果,具有较好的市场前景和经济效益,以及d加快成果转化和产业化。
    
     面对新形势、新任务,要深入分析我国未来发展的新需求,提炼工业、工业和社会发展领域亟待解决的关键科学问题,深入开展基础科学研究,提出新原则,开发新方法,创造新技术。努力解决瓶颈,为全面建设小康社会提供坚实的科学依据,目前要继续围绕农业、能源、信息、资源环境、人口健康、物资等国民经济重点领域的重大科学问题部署。我们要坚持战略性和前瞻性部署,站在世界科学的前沿,选择能够引领未来发展的重大课题,在科学技术上具有强大的带动作用,促进中国持续创新能力的快速提高,努力实现关键性的创新。EAP和边界。
    
     在20世纪中叶50多年的短时期内,科学技术的发展经历了六大变化:(1)在20世纪40年代和50年代,以原子能的释放和控制为标志,人类开始了一个使用核能的新时代;(2)在20世纪50年代和60年代,以成功的刘翔为代表的科学技术的发展经历了六大变化。以人造地球卫星NCH为标志,人类开始克服地球引力,进军外层空间;(3)在20世纪60年代和70年代,以重组DNA实验的成功为标志,人类进入了一个可以控制遗传和生命过程的新阶段;(4)在20世纪70年代和80年代,以M.随着微处理器的生产和广泛应用,人类在扩大脑容量方面开辟了新的篇章;(5)以个人计算机和软件开发为标志的80年代和90年代,世界范围内掀起了一股信息技术浪潮;(6)90年代,微处理器得到了广泛的应用,从此以后,以广泛的应用为标志的微处理器在世界范围内得到了广泛的应用。互联网和无线通信的应用,人类加速了知识生产和传播的进程,从历史发展过程来看,国家和社会需求是成果转化和产业化的第一推动力,在未来10-20年,一个新的革命科学技术中的离子很可能发生,这些技术变化的发生,极大地促进了生产力的发展,创造和引导了新的消费需求,促进了社会的不断进步和经济的快速发展。
    
     纳米材料绿色制版技术的概念虽然简单,但实际上涉及到许多学科,多年来,柯达、富士、宜家等制版领域的国际巨头是感光材料的发源地。他们的高水平技术核心是感光材料。技术专家不容易放弃他们固有的技术背景。公司更不愿意放弃现有的技术优势和市场地位。因此,它延续了从两步感光(激光照相排版)到一步感光(CTP)的技术发展道路。U3002中国科学院化学研究所纳米材料直接制版项目组是感光材料的外行,没有负担,所谓的旁观者清晰。这就是柯达等大公司为何缓慢向数字化方向发展,为中国企业在国外发展技术体系提供了机遇,新一代纳米材料制版技术克服了工艺复杂、效率低、环境恶劣的问题。激光照相排版技术的铁污染,克服了CTP制版技术设备昂贵、制版成本高的局限性,具有较强的竞争力和广阔的市场前景,但从实验室到工业化的一项新技术是一个复杂而艰巨的过程,新的制版技术是一项新的技术。Y不同于光敏成像的新材料设计理念,但只有材料的突破才能形成企业可接受的应用技术,吸取了我国许多新材料由于缺乏技术集成而难以推广研发的教训,本项目的效益是同时注重创新和技术集成,制版设备和集成软件应中国科学院化学研究所的要求,采用合同方式进行管理,以保证优势互补和技术集成(如将专用软件委托给peki创始人开发)同时,我们将集中力量,加快示范线建设,计划在三个月左右完成印刷机示范线、涂布线、转移料灌装线、制版设备的安装调试。
    
     为了加快成果的转化和转化,有必要将国内产业基础和社会资源相结合,以企业为导向,高效运作,项目组充分利用现有板材研究和产业基础,在板材基础上进行合作。与北京中科印刷有限公司等重点印刷企业在印刷工艺研究中,尽快实现从技术创新到产业化的突破,为整合社会投资等资源,中国科学院化学研究所目前正在进行与联想、TCL等多家企业和投资公司共同策划产业化方案,通过与企业的密切合作,这种无感光、无污染、低成本的绿色制版技术将从根本上解决中国印刷业的环境污染和资源浪费问题。d制版工业,对提高我国近10万家印刷企业的技术水平和竞争力起着重要作用。
    
     科技成果转化往往需要相当长的时间,时间因素往往是决定性的,而不仅仅是科技成果的原始推进程度,今天科技发展水平越来越接近,转化的时间越来越短。科技成果转化1-2年意味着巨大的优势,在我国基础研究总体水平落后于美国、欧洲、日本等发达国家的情况下,通过加快科技成果转化,也可以形成创新经济领域的生产力,带来产品创新,迅速占领和垄断市场,获得最大的经济效益。回顾历史,贝尔实验室拥有7位诺贝尔奖获得者,在晶体管、激光器、移动通信等领域创造和发明了成功的实践。特别是贝尔实验室发明晶体管后,在很短的时间内,通过国家征用的方式,将研究成果无偿移交给10多家企业进行转移转化工作,造成了美国乃至世界的一半以上,电导技术的飞速发展R产业:科研成果转化为现实生产力的时间越来越短,技术更新的速度越来越快,例如,电话达到50%的美国家庭需要60年,而互联网达到50%的美国家庭只需要5年。家庭。著名的摩尔定理和吉尔德定理也证实了加速技术创新周期的趋势,即单位面积的芯片存储量每18-24个月翻一番,主干网带宽每6个月翻一番。这些创新实践的成功经验无疑重新强调了创新实践与市场机遇的密切关系,应该说,成功的创新实践必须等待市场机遇,抓住市场机遇,创造市场需求,创新实践的转移和转化速度非常重要。
    
     从70年来的世界科技革命历程来看,科技变革的发生,极大地促进了生产力的发展,创造和引导了新的消费需求,促进了社会的不断进步和经济的快速发展,因此,科学和技术技术是引领经济和社会未来发展的主导力量,从当代科学技术发展的新趋势和新特点出发,科学技术不断突破传统人类知识的局限,不断导致方法论的变革,并与传统的人类知识相结合。宏观、宏观、微观研究。从基础研究到技术创新,是一个具有挑战性的过程;从技术创新到工业化,将经历一条漫长而艰辛的道路。这是一条漫长的道路,但科学家和技术人员有责任满足国家的需要,为实现这一目标作出重大贡献。o国家的经济发展。
    
    


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