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破解“咖啡环效应”等难题,纳米印刷解锁先进绿色制造
2026-06-047
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2026骨干书刊印刷企业数智化建设高层研修班开班期间,多位行业专家、标杆企业代表围绕数智化在生产管理、质量管控、供应链协同等方面的落地应用与价值创造分享了各自的经验及见解。


中国科学院化学研究所绿色印刷重点实验室主任宋延林,以“纳米绿色印刷制造技术”为题,同与会者分享了有关纳米印刷技术的研发与应用,现撷取梳理演讲内容,与行业从业者共享。







纳米绿色印刷制造技术这个词包括三个内涵,一是纳米将墨点从微米级缩小到纳米级;二是绿色,用加法代替减法,无浪费、无污染;三是制造,将印刷术发展成为广泛适用的先进制造技术。


回顾印刷术,尤其是制版技术的发展历程,从原理上来看主要可分为两个阶段,即物理成像阶段和化学成像阶段。十几年前,实验室提出了基于材料成像的原理,实现了新的迭代,并不断推动纳米材料技术的研发。如成功推出光学的超材料——光子晶体,且将原料价格大幅压缩;通过将金银铜低温烧结成导电纳米墨水实现电路印刷,等等。


为了让纳米绿色印刷制造技术真正落地应用,实验室一步步攻克关键科学问题,实现了目前最小的墨、最细的线、最薄的面,并提出了“绿色印刷三定律”。一是破解“咖啡环效应”,精准调控单墨滴内纳米颗粒数量,实现单墨滴仅留存单颗纳米颗粒、按需定量搭载颗粒,提出通过墨水、基材的表面张力,墨水的体积、浓度,以公式直接计算出墨点尺寸。二是破解“瑞利不稳定性”,解决印刷图形边缘呈现波浪线或锯齿线的问题,实现单颗粒规整成线。三是破解“马兰戈尼效应”,解决毛细流和马兰戈尼流竞争的问题,实现均匀超薄的面。研究成果在盲文出版等领域得到了实际应用。


对于未来,实验室还提出了printing chemistry新化学主攻方向,包括打印化学合成反应、印刷新材料的拓展、新型生物检测器件的印刷制造等。



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编辑:mxj

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