宋延林：領跑綠色印刷

領跑者通常是孤獨的，因為前面沒有追蹤的目標，甚至看不到終點。宋延林說這對發展中的中國是一個考驗：中國要實現從“中國制造”到“中國創造”的跨越，必須從習慣做“跟跑者”到有勇氣和自信做“領跑者”。他領導團隊研發的納米材料綠色制版技術，可以通俗地概括為16個字——“鼠標一點，輕松制版，成本低廉，告別污染。”對于印刷制版技術而言，這是不同于目前感光成像思路的大膽探索；對于宋延林本人來說，這是自信滿滿的“中國式領跑”。

“棄暗投明”的新技術

宋延林笑著說，走上“納米材料綠色制版技術”的研發之路，始自一次“意外”。

那是1995年，正在攻讀博士學位的宋延林，琢磨著自己關于信息存儲材料的研究工作。他不想重復別人的材料體系，于是有了一個大膽的想法：既然當時國際上主流的信息存儲材料是無機材料，那么自己就挑戰一下有機材料。

這在當時并不被人看好，但他與合作伙伴最終成功地將信息存儲點的尺寸從 十幾個納米縮小至1.3個納米。相關論文很快被國際權威學術期刊接受發表，研究成果亦被兩院院士評選為1997年“中國十大科技進展”之一。“這給了我一個很大的啟發，不是國外沒有做過的事情就不能做。以前中國人總覺得引領科技進步的一定是西方國家，我們只能一味追趕，似乎最好的成績也只能是縮小與國際先進水平的差距。但事實不應該是這樣。”

從那天開始，宋延林就打定主意，要做與別人不一樣的東西。多年以后，靈感聚焦于“印刷技術”。

從成像原理來看，印刷技術的發展可以劃分為兩大階段：首先是“物理成像階段”， 基于物理凹凸結構成像，譬如雕版印刷、木活字印刷、鉛字印刷。接下來是“化學成像階段”，基于化學感光成像，主要有兩種技術，一種是激光照排技術，上世紀80年代由王選院士主持研發的漢字激光照排技術，目前仍是中國印刷業的主流技術；另一種是國際上流行的計算機直接制版（CTP）技術。

但無論是激光照排技術還是CTP技術，都是感光成像的過程。激光照排的過程與膠卷曝光類似：先將計算機處理的信息通過激光掃描到感光膠片上，再通過曝光、顯影、定影得到一張底片，底片在涂有感光層的PS版上重復曝光、顯影、沖洗的過程，得到最終印版。

“事實上，高質量的信息傳輸，應盡可能減少信息轉換的環節。有沒有一種辦法，可以直接打印出印版，省略化學顯影過程呢？”

宋延林首先考慮的是確定印版的材料要求。對于印刷而言，印版的圖文區需要“沾油墨”，空白區則“不沾油墨”。高質量的印刷，要求兩個區域必須形成足夠大的反差，否則很容易“糊版”。宋延林根據信息存儲中提高信噪比的要求和納米材料控制表面性質的研究基礎，在印版表面形成特殊的納米結構，確保圖文區和空白區有足夠的反差，且界面清晰。

不過事情遠沒有大功告成，“耐印力”成為緊跟著必須面對的挑戰。“如果要讓這項技術走向市場，必須確保它可以滿足常規生產要求。目前主流印刷版材的耐印力，比如印刷普通報紙，需要在10萬份以上。最終我們通過納米材料的復合增強，使新版材的耐印力達到同一水準。”

所謂“復合增強”，打個通俗的比方，和增強柏油馬路耐磨性類似：只鋪瀝青的路面極易損壞，在瀝青中摻入石子，就大大提高了耐磨性。“雖然聽起來簡單，但實際操作時，還要保證極其細微的納米顆粒不團聚，特別是在南方、北方零上40℃至零下40℃的溫差下，不沉淀，不堵頭，打印出的墨滴大小要與版材表面張力、納米孔的孔徑形成定量可控的關系，實現所有這些，背后是一系列復雜細致的研究工作。”

除此之外，由于納米材料綠色制版技術在國際上并無先例可循，因此亦沒有成熟的配套設備。為此，技術團隊還要開發針對報業、商業和票據類的設備及相應軟件。

當一切都從理論化為現實，一種全新的印刷制版技術橫空出世。宋延林一口氣描述它的操作原理：“用計算機處理好全部圖文信息，直接將印版打印出來，圖文區是親油的，空白區是親水的，兩者反差足夠大，足夠耐磨。”

新技術的優勢顯而易見。首先，傳統的化學成像過程，印版與膠片的生產、運輸和使用過程都要嚴格避光，非常麻煩。而納米材料制版技術，則是基于“非感光”的全新原理，宋延林打趣說，有領導說這是個“棄暗投明”的新技術。

其次，依賴化學成像形成的印刷產業鏈，有兩大無法根除的污染。

一是制版的污染。感光成像的化學沖洗過程，是將感光材料全面覆蓋在版基上，然后根據實際圖文情況，將“圖文區”保留，“空白區”侵蝕掉。如此一來，80%以上的感光材料都被浪費，同時造成每年百萬噸量級的廢液排放。

二是版基的污染。目前主流印刷制版技術的鋁版基制備，實際是一個電解氧化的過程，電解液里的濃酸，會腐蝕消耗鋁材，再加之曝光過程中的損耗，大量的鋁材變成污染物被浪費，并造成嚴重的金屬離子污染。而廢酸用石灰中和后，又會形成大量廢渣。

“納米材料印刷制版技術是用計算機直接打印制版，沒有化學腐蝕過程，既不會形成廢液、廢渣污染，也不會損失鋁材。被消耗的僅僅是打印的墨水，成本優勢明顯，有可觀的利潤空間，且可以通過鼠標簡便操作。”宋延林說，這是令他自豪的一點。

他永遠都記得，有一期《時代周刊》的封面觸目驚心：一只巨大的iphone手機，連接著一座冒著黑煙的工廠，用醒目的字體探討這只“神器”為什么會選擇“made in china”（中國制造），結論有二：一靠“廉價人力”，二靠“超級污染”。“中國留給世界的印象，一定要改一改了！事實證明，我們可以拿出領先、環保的綠色解決方案。”

再見，試驗室！

2008年，宋延林帶著自己的研究成果，參加了由中科院和聯想控股共同發起、聯想控股主辦的“聯想之星創業CEO”特訓班。首期培訓結束時，主辦方對參加培訓的團隊及其商業模式進行了審慎評估，確定投資其中的優秀項目。宋延林的項目被第一個選中。

他的人生就此面臨全新的抉擇：是轉讓技術、回來繼續埋頭進行實驗室研究；還是創辦企業，帶著技術成果走向市場？

大部分人都認為，宋延林會選擇前者，因為那幾乎是一條毫無懸念的陽關大道。“但我時時想起愛迪生的一句話：‘我們必須拿出成果，不能像有些德國教授那樣，畢生研究蜜蜂身上的絨毛。’我不希望在象牙塔里研究只有少數人感興趣的問題，況且中國的發展不能再走先污染、后治理的老路了，科研人員要有自己的責任感，為經濟和社會發展解決現實問題，必須將科研成果推廣到市場中惠及社會。從這個角度而言，我別無選擇。”

2009年11月，北京中科納新印刷技術有限公司注冊成立，宋延林任總經理。

他親自為公司設計了LOGO，由紅、黃、藍、黑四種顏色組成的圓形圖案上鑲嵌著綠色的十字星。“紅、黃、藍、黑是印刷四基色，印刷行業叫‘黃品青黑’；‘十字星’寓意納米技術指向‘印刷、電子、印染及建材’四大領域，綠色象征無污染。不僅如此，‘納新’這個名字，一是代表納米新材料，二是意味著吐故納新。”

宋延林深知，對于一項走出實驗室的新技術而言，必須通過兩個重要階段的考驗方才可以存活。首先是從“技術”變成“產品”，這其中要實現批量生產的穩定性，并有效控制成本；接下來是從“產品”變成“商品”，必須建立可持續運轉的商業模式。

“如果純粹從技術的角度出發，我們完全可以將‘納米材料制版技術’研發成一整套體系，從上游到下游，都用‘中科納新’的自有設備及軟件。但對于企業而言，如此‘大動干戈’的決心是很難下的。在這種情況下，我們選擇主動適應用戶。”宋延林說，新技術不會影響用戶現有的排版軟件，只在電子版完成后，通過中科納新的系統制作印版。“這并不是最理想的模式，會犧牲一定的質量表現，并要求我們在系統對接方面進行相應處理。但這是融合的必然過程。就像公司的LOGO，內部要有張力，蓄勢突破，但對外的界面要圓融。”

隨著業務的不斷延伸，宋延林又帶領團隊攻克了基于“塑料基底”的納米印刷工藝。“眾所周知，水性油墨在紙張上的鋪展比較容易，在塑料上卻很難，不僅粘不牢，展色性也不好。于是我們從材料表面親油、親水性的表面能控制方面入手，讓二者匹配。這不僅解決了污染問題，更重要的是解決了一個食品安全問題。當下很多小食品的包裝，大多使用溶劑型油墨印刷，很不利于健康。不僅如此，我們還可以將陶瓷粉、顏料及納米顆粒做成墨水，打印在陶瓷或玻璃上，輔助個性化建材裝飾乃至無排放印染。”

跑個世界第一

回顧一路走來的歷程，宋延林遇到的困難重重。“做應用研究相當于做木桶，不能有‘短板’，否則裝進來的‘水’會全部漏光。比如，對于版材來講，分辨率不行，不能用；水墨平衡不好，不能用，耐印力不夠，也不能用；不適用現有印刷機，還是不能用。每一個環節，都擁有‘一票否決’權，因此樣樣都要顧慮周全，解決徹底。”

而談及整個過程中最有成就感的“攻堅戰”，宋延林脫口而出：“那肯定是我們克服了液滴的‘咖啡環效應’。”

所謂“咖啡環效應”，是一個讓包括印刷業在內的眾多行業困擾多年的難題——由于墨滴在固體表面的擴散無法控制而不能實現高清成像。就好比一滴咖啡滴在固體表面，它的自然干燥結果是形成一個“環”，而不是形成一個均勻的斑點。這對于進一步提高印刷精度簡直是難以逾越的鴻溝：如果每個墨點都是環狀的，那么色密度（彩色畫面的密度）肯定偏低，從理論層面就很難實現高清印刷。 眾多的科研人員為此進行了長期研究，仍難以找到可以應用的解決方案，著名的《自然》雜志2011年還有科學家就這個問題進行研究。

然而2012年春節前，宋延林團隊攻克了這一難題。在高倍顯微鏡下，可以看到打印的納米顆粒堆積得非常緊密，完全沒有咖啡環現象。而且可以得到比打印機噴孔縮小一個數量級的墨點。

這完全顛覆了業界的認知。“一般人認為，從噴孔出來的液滴，是擴散狀的，即墨點一定大于噴孔尺寸。但我們通過納米材料的創新，可以實現幾百納米的精細度。對于人體肉眼的分辨率而言，這已經超出了極限。只要推出幾個微米量級的印刷精度，就足以問鼎世界。”

宋延林堅信，中國人總有一天會成為世界的領跑者。“我們習慣了追趕，從心態上并不習慣領跑。冷不丁跑在了世界前面，發現前面沒人了，還難免會心慌。這是一個心態轉換的過程。因為前面再沒有人可以模仿，再沒有人可以追趕。我們要穩住步子，不但要做出世界上最好的技術，也要做出世界上最好的產品，并將其發展為世界上最強的產業。”

展望未來，宋延林表示，首先要持續擴大中科納新的用戶。“目前我們已經有三四十家用戶，2012年起要通過行業細分、服務優化等手段，擴大標桿用戶的數量。”其次，他希望在電子行業尋找愿意試點的用戶，并在全國布局印染、建材印刷技術的產業和推廣基地。

從“演員”到“導演”

如同眾多的科學家創業一樣，也有人懷疑，走出實驗室的宋延林，到底能率領中科納新走多遠？

“目前，技術研發和中試已經告一段落，后期要更多依賴產業和商業運作。很顯然，我并不是這方面的高手，因此聘請得力的專業人才加盟至關重要。我一直認為，偉大的事業一定要由大家共同完成，我本人要在適當的時候退居幕后。”宋延林形容，這是一個從“演員”到“導演”的蛻變過程。“演戲有時候是很過癮的，可以聲淚俱下，可以享受自己的爆發力。但當你意識到，舞臺需要更多的角色時，就應該退回到導演的位置。”

按照宋延林的計劃，2015年將是其戰略發展的關鍵性一年，那時候公司或許將考慮主體業務上市。而他的最終構想，是希望到2020年，整個“中科納新系”能控股或參股3～5家上市公司，并成為行業領跑型企業，形成數百億乃至千億級別的產業鏈。

“我常常思考，‘蘋果公司’的產品并非完美，但它之所以被比喻成‘蘋果教’，很大程度上是極致的工業設計，可以讓用戶原諒甚至忽略其產品的缺陷。換種說法，他們將技術做成了藝術，把科技做成了時尚。這也是中科納新未來的目標。”宋延林說，他相信一定有那么一天，中國人的產品也可以吸引“宗教徒”般狂熱的用戶。為了這個目標，他們正全力以赴。

■專家簡介■

宋延林

中國科學院化學研究所研究員、博士生導師、新材料實驗室主任；北京市納米材料綠色打印印刷工程技術研究中心主任；北京航空航天大學、北京印刷學院兼職教授；中國材料研究學會理事，中國印刷技術協會、中國計算機行業協會常務理事，中國顆粒學會副理事長。

獲2008年和2005年國家自然科學二等獎；2006年獲國家杰出青年科學基金資助。獲第十一屆中國青年科技獎、首屆中國化學會-阿克蘇諾貝爾化學獎和第十屆中國科學院杰出青年。主持研發納米材料綠色制版技術，獲第十九屆全國發明展覽會金獎、第十四屆中國科協求是杰出青年成果轉化獎；入選首批科技北京領軍人才、2011年“推動北京創造的十大科技人物”和印刷行業十大領軍人物。