1994年，國(guó)家杰出青年科學(xué)基金設(shè)立，科技界習(xí)慣稱其為“杰青”。杰青設(shè)立之時(shí)，我國(guó)科研隊(duì)伍建設(shè)正面臨“青黃不接”的巨大難題。于是，“促進(jìn)青年科學(xué)和技術(shù)人才的成長(zhǎng)，鼓勵(lì)海外學(xué)者回國(guó)工作， 加速培養(yǎng)造就一批進(jìn)入世界科技前沿的優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人”成了杰青的使命。20年過(guò)去，獲得杰青資助的科學(xué)家已達(dá)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(xué)科領(lǐng)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(guó)際最高水平的研究成果。
杰青設(shè)立20年之際，本報(bào)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(xué)家，試圖從他們的成長(zhǎng)歷程、創(chuàng)新故事中，探尋科技才俊培養(yǎng)、人才強(qiáng)國(guó)建設(shè)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(chǔ)研究更是只有第一，沒(méi)有第二。”45歲的中科院化學(xué)所研究員宋延林有一股書(shū)卷氣，聲音不高，眼鏡片后的那雙眼睛永遠(yuǎn)帶著笑意。
熟悉他的人都知道，從國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者，到改變整個(gè)印刷行業(yè)的綠色制版技術(shù)開(kāi)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(shí)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(dǎo)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，我們可以把它打印出來(lái)……”說(shuō)起納米技術(shù)將給印刷產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的巨大影響，宋延林滔滔不絕。讓人感覺(jué)他就像一個(gè)魔術(shù)師，能讓一個(gè)個(gè)納米顆粒乖乖聽(tīng)話，打印出此前人們想象不出的神奇世界。
10年前，當(dāng)宋延林帶領(lǐng)自己的團(tuán)隊(duì)闖入印刷領(lǐng)域時(shí)，遠(yuǎn)沒(méi)有今天這般自信，也沒(méi)有想到會(huì)開(kāi)辟如此廣闊的空間。2004年，他在國(guó)家項(xiàng)目支持下開(kāi)發(fā)出可與國(guó)外知名品牌媲美、但價(jià)格僅為其1/10的打印墨盒。
他本可以在交出一份漂亮的結(jié)題報(bào)告后申請(qǐng)下一個(gè)課題，但隨著對(duì)印刷行業(yè)的深入了解，他意識(shí)到，我國(guó)印刷行業(yè)污染嚴(yán)重且核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外企業(yè)壟斷。能否用納米材料通過(guò)打印研發(fā)出綠色制版技術(shù)？宋延林開(kāi)始新的思考。
通俗地講，傳統(tǒng)的激光照排相當(dāng)于“膠片照相機(jī)”，較先進(jìn)的計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)（CTP）相當(dāng)于“拍立得”，而綠色制版技術(shù)就像是“數(shù)碼相機(jī)”。
具體說(shuō)來(lái)，激光照排需要兩次曝光顯影，過(guò)程繁瑣，而且使用的顯影、定影液等化學(xué)物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生大量污染。即使目前國(guó)際上最先進(jìn)的CTP，也需要感光預(yù)涂層和化學(xué)處理過(guò)程，而且核心技術(shù)被國(guó)外企業(yè)壟斷，設(shè)備和耗材價(jià)格昂貴，讓國(guó)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(shù)路線，想實(shí)現(xiàn)印刷技術(shù)突破，趕超發(fā)達(dá)國(guó)家，實(shí)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(shí)現(xiàn)突破。”宋延林說(shuō)。
他的設(shè)想，是用納米材料的創(chuàng)新產(chǎn)生“變革性”技術(shù)，即將印刷表面進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)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(shù)問(wèn)題是通過(guò)對(duì)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(wèn)題，其中的關(guān)鍵則是如何控制液滴在固體表面的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。液滴在固體表面干燥的過(guò)程容易形成咖啡環(huán)，影響印刷質(zhì)量，這個(gè)困擾學(xué)界和工業(yè)界的“咖啡環(huán)效應(yīng)”多年未被攻克。因而，當(dāng)宋延林提出解決設(shè)想時(shí)，沒(méi)有幾個(gè)人看好這一研究。不少專家肯定了這個(gè)方向的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，但認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)圖文區(qū)和空白區(qū)的巨大反差非常困難，將來(lái)只能打印一些比較低端的產(chǎn)品。
宋延林沒(méi)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(kāi)辟一條全新的技術(shù)路線必須首先解決基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。“幸運(yùn)的是，我得到了杰出青年基金的資助，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)透徹的研究。”宋延林說(shuō)。
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(diǎn)，并能讓一個(gè)墨滴是由一個(gè)、兩個(gè)到幾個(gè)數(shù)目可控的納米顆粒形成；在此基礎(chǔ)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(gè)液滴融合后常常會(huì)形成一個(gè)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(diǎn)、線、面形成控制等基礎(chǔ)問(wèn)題的解決，突破了傳統(tǒng)印刷技術(shù)精度的極限，可以自豪地說(shuō)，這是目前能看到的最好的結(jié)果了。”基于基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題的突破，2009年，宋延林團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米綠色制版技術(shù)的中試線順利建成，并已成功推向市場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將納米材料應(yīng)用于綠色油墨、綠色鋁板基生產(chǎn)等領(lǐng)域，形成了完整的綠色印刷產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)。“4年前我給你看的只是綠色制版這一個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以利用納米材料實(shí)現(xiàn)整個(gè)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(yuǎn)不是他的最終目標(biāo)。宋延林在多個(gè)場(chǎng)合用到的PPT中有這樣一張照片，那是美國(guó)《時(shí)代周刊》的一個(gè)封面：一只巨大的iPhone手機(jī)背后是濃煙滾滾的煙囪和無(wú)數(shù)的工人。
“這暗示中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展一是犧牲環(huán)境、嚴(yán)重污染；二是靠廉價(jià)勞動(dòng)力。這就是中國(guó)給世界的印象，是時(shí)候做出改變了！事實(shí)證明，我們可以通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新拿出領(lǐng)先、環(huán)保的綠色解決方案。”他說(shuō)，正是在不斷和產(chǎn)業(yè)接觸的過(guò)程讓他深刻認(rèn)識(shí)到，利用科技進(jìn)步改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不是一句空話，而是落在每個(gè)科研人員肩上的責(zé)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(shù)為支撐，力求通過(guò)印刷方式，解決印染、建材等多個(gè)行業(yè)的污染問(wèn)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(shù)延伸到電子、建材、印染等行業(yè)，通過(guò)納米材料的創(chuàng)新和應(yīng)用，解決上述行業(yè)的環(huán)境污染和高能耗問(wèn)題，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，形成一個(gè)“納米材料綠色印刷技術(shù)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(jìn)入另一個(gè)新興行業(yè)，并與寶潔、三星等知名公司開(kāi)展合作。“比如在智能包裝方面，化妝品的包裝可以指示消費(fèi)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(cè)產(chǎn)品和高性能顯示器的開(kāi)發(fā)。”
“也許將來(lái)手機(jī)、電腦、電視屏幕都可以打印出來(lái)，卷起來(lái)就能帶走。”他堅(jiān)信中國(guó)人一定能做出最領(lǐng)先的學(xué)術(shù)成果，也能提供最好的產(chǎn)品。
“我們用技術(shù)優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)了商業(yè)上的不足，現(xiàn)在我們的產(chǎn)品已經(jīng)擊穿了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的成本價(jià)，再也不用因?yàn)閷?duì)手降價(jià)就心慌。”宋延林堅(jiān)定地說(shuō)，事實(shí)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(xì)”。但不管如何艱辛，他都會(huì)在創(chuàng)新之路上堅(jiān)定地跋涉前行。
