1994年,,國家杰出青年科學基金設立,,科技界習慣稱其為“杰青”,。杰青設立之時,,我國科研隊伍建設正面臨“青黃不接”的巨大難題,。于是,,“促進青年科學和技術人才的成長,,鼓勵海外學者回國工作,, 加速培養(yǎng)造就一批進入世界科技前沿的優(yōu)秀學術帶頭人”成了杰青的使命,。20年過去,,獲得杰青資助的科學家已達數(shù)千名,他們中走出了白春禮、陳竺,、劉德培,、盧柯、王貽芳,、薛其坤,、姚檀棟、楊煥明等許多各自學科領域的將才,、帥才,。在杰青支持下,一大批創(chuàng)新性研究獲得突破,,其中不乏比肩國際最高水平的研究成果,。
杰青設立20年之際,本報在“科星燦爛”欄目中陸續(xù)向讀者介紹十余位獲得杰青支持,、取得卓越成就的科學家,,試圖從他們的成長歷程、創(chuàng)新故事中,,探尋科技才俊培養(yǎng),、人才強國建設等規(guī)律性命題。
“不管是搞科研還是做企業(yè),,都必須專注地做出最好的成果或產(chǎn)品,,基礎研究更是只有第一,沒有第二,。”45歲的中科院化學所研究員宋延林有一股書卷氣,,聲音不高,眼鏡片后的那雙眼睛永遠帶著笑意,。
熟悉他的人都知道,,從國家杰出青年科學基金獲得者,到改變整個印刷行業(yè)的綠色制版技術開發(fā)者,,再到中科納新公司創(chuàng)辦者,,10多年的科研和產(chǎn)業(yè)化實踐才讓宋延林有感而發(fā)。
“不管是一張紙,,還是一塊塑料膜,,我在上面打印出一條線,它就能導電,;還有這只漂亮的蝴蝶,,它的色彩不是靠色素而是靠納米結構產(chǎn)生的,我們可以把它打印出來……”說起納米技術將給印刷產(chǎn)業(yè)帶來的巨大影響,,宋延林滔滔不絕,。讓人感覺他就像一個魔術師,能讓一個個納米顆粒乖乖聽話,打印出此前人們想象不出的神奇世界,。
10年前,,當宋延林帶領自己的團隊闖入印刷領域時,遠沒有今天這般自信,,也沒有想到會開辟如此廣闊的空間,。2004年,,他在國家項目支持下開發(fā)出可與國外知名品牌媲美,、但價格僅為其1/10的打印墨盒。
他本可以在交出一份漂亮的結題報告后申請下一個課題,,但隨著對印刷行業(yè)的深入了解,,他意識到,我國印刷行業(yè)污染嚴重且核心技術長期被國外企業(yè)壟斷,。能否用納米材料通過打印研發(fā)出綠色制版技術,?宋延林開始新的思考。
通俗地講,,傳統(tǒng)的激光照排相當于“膠片照相機”,,較先進的計算機直接制版技術(CTP)相當于“拍立得”,而綠色制版技術就像是“數(shù)碼相機”,。
具體說來,,激光照排需要兩次曝光顯影,過程繁瑣,,而且使用的顯影,、定影液等化學物質(zhì)會產(chǎn)生大量污染。即使目前國際上最先進的CTP,,也需要感光預涂層和化學處理過程,,而且核心技術被國外企業(yè)壟斷,設備和耗材價格昂貴,,讓國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)望而卻步,。
更重要的是,如果走已有技術路線,,想實現(xiàn)印刷技術突破,,趕超發(fā)達國家,實現(xiàn)跨越發(fā)展,,可謂希望渺茫,。“我們必須另辟蹊徑,從原理上實現(xiàn)突破,。”宋延林說,。
他的設想,是用納米材料的創(chuàng)新產(chǎn)生“變革性”技術,即將印刷表面進行納米結構處理,,使其形成圖文區(qū)與非圖文區(qū)清晰的界面,,即圖文區(qū)超親油(疏水),非圖文區(qū)超親水(疏油),。
這其中最核心的技術問題是通過對材料表面能的控制,,解決圖文和非圖文區(qū)的反差和耐磨性問題,其中的關鍵則是如何控制液滴在固體表面的擴散和轉移,。液滴在固體表面干燥的過程容易形成咖啡環(huán),,影響印刷質(zhì)量,這個困擾學界和工業(yè)界的“咖啡環(huán)效應”多年未被攻克,。因而,,當宋延林提出解決設想時,沒有幾個人看好這一研究,。不少專家肯定了這個方向的環(huán)保優(yōu)勢,,但認為要實現(xiàn)圖文區(qū)和空白區(qū)的巨大反差非常困難,將來只能打印一些比較低端的產(chǎn)品,。
宋延林沒有退縮,。他深知要做真正的創(chuàng)新必須有敢為人先的勇氣,要開辟一條全新的技術路線必須首先解決基礎科學問題,。“幸運的是,,我得到了杰出青年基金的資助,對基礎科學問題進行了系統(tǒng)透徹的研究,。”宋延林說,。
他成功了。“你看,,我們可以做到由納米顆粒組成的墨滴形成非常均勻的點,,并能讓一個墨滴是由一個、兩個到幾個數(shù)目可控的納米顆粒形成,;在此基礎上,,我們還能做到讓納米顆粒像糖葫蘆一樣串成一條直線,而之前兩個液滴融合后常常會形成一個更大的液滴,。”指著PPT上的一張張圖片,,宋延林顯得非常自信,“納米尺度點,、線,、面形成控制等基礎問題的解決,突破了傳統(tǒng)印刷技術精度的極限,,可以自豪地說,,這是目前能看到的最好的結果了,。”基于基礎科學問題的突破,2009年,,宋延林團隊研發(fā)的納米綠色制版技術的中試線順利建成,,并已成功推向市場。在此基礎上,,他帶領團隊將納米材料應用于綠色油墨,、綠色鋁板基生產(chǎn)等領域,形成了完整的綠色印刷產(chǎn)業(yè)鏈技術,。“4年前我給你看的只是綠色制版這一個環(huán)節(jié),,現(xiàn)在我們已經(jīng)可以利用納米材料實現(xiàn)整個印刷產(chǎn)業(yè)鏈的綠色化,極大減少了污染物的排放,。”
這還遠不是他的最終目標,。宋延林在多個場合用到的PPT中有這樣一張照片,,那是美國《時代周刊》的一個封面:一只巨大的iPhone手機背后是濃煙滾滾的煙囪和無數(shù)的工人,。
“這暗示中國的經(jīng)濟發(fā)展一是犧牲環(huán)境、嚴重污染,;二是靠廉價勞動力,。這就是中國給世界的印象,是時候做出改變了,!事實證明,,我們可以通過技術創(chuàng)新拿出領先、環(huán)保的綠色解決方案,。”他說,,正是在不斷和產(chǎn)業(yè)接觸的過程讓他深刻認識到,利用科技進步改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不是一句空話,,而是落在每個科研人員肩上的責任,。
因此,他又提出綠色印刷制造的概念,。“我們要以核心的納米材料技術為支撐,,力求通過印刷方式,解決印染,、建材等多個行業(yè)的污染問題,。”他透露,下一步將突破紙張印刷的范疇,,把納米綠色印刷技術延伸到電子,、建材、印染等行業(yè),,通過納米材料的創(chuàng)新和應用,,解決上述行業(yè)的環(huán)境污染和高能耗問題,,同時降低生產(chǎn)成本,形成一個“納米材料綠色印刷技術產(chǎn)業(yè)集群”,。
而印刷光子概念的提出則讓宋延林的觸角進入另一個新興行業(yè),,并與寶潔、三星等知名公司開展合作,。“比如在智能包裝方面,,化妝品的包裝可以指示消費者根據(jù)溫度、濕度的差異使用不同的產(chǎn)品,,而納米光子材料可以用于高靈敏醫(yī)療檢測產(chǎn)品和高性能顯示器的開發(fā),。”
“也許將來手機、電腦,、電視屏幕都可以打印出來,,卷起來就能帶走。”他堅信中國人一定能做出最領先的學術成果,,也能提供最好的產(chǎn)品,。
“我們用技術優(yōu)勢彌補了商業(yè)上的不足,現(xiàn)在我們的產(chǎn)品已經(jīng)擊穿了競爭對手的成本價,,再也不用因為對手降價就心慌,。”宋延林堅定地說,事實上不管是做科研還是產(chǎn)業(yè)化他一直都“如履薄冰,,必須膽大心細”,。但不管如何艱辛,他都會在創(chuàng)新之路上堅定地跋涉前行,。