从报纸、杂志到零食包装袋，从纸杯到时尚T恤，人们每天都接触着形形色色的印刷品。

将文字和图像印在纸或塑料等其他材料上，不是一件简单的事情。图文资料从制版到印刷，一度被繁琐而不安全的工艺技术包围，从显影、定影液到油墨中的酮类、醚类物质，无一不威胁着人类健康和环境安全。

从20世纪90年代开始，包括美国普林士顿大学的Chou教授在内的众多研究者，一直企图寻找更好的技术手段，让人们从日渐泛滥、不安全、廉价的印刷品中解放出来，获取有益健康的视觉食粮。

印刷技术的千年疑惑

我国印刷术历史悠久。早在东汉兴元年(105年)蔡伦发明纸张之前，春秋战国时代末期已经发明了在丝织品上采用阴图纹的镂空版印花的孔版印刷术。隋末唐初，即公元7世纪初期，又出现了雕版印刷。到了北宋时期印刷巨匠毕昇采用活字印刷术(1041年)，开创了纸张活字版印刷的新纪元。

在随后的近1000年发展历程中，印刷术又经历了凹版印刷、平版印刷等工艺变革。1979年7月，在北京大学汉字信息处理技术研究室，首次用激光照排机输出了中文报纸版面。

印刷这个由来已久的行业，对环境安全的潜在威胁却一直未能彻底改观。使用传统激光照排技术，在工艺上需要两次曝光显影，操作过程繁琐，所使用的显影、定影液等化学物质对环境产生大量污染。即便采用目前最先进的CTP，也需要对感光预涂层进行化学处理。

另一有害污染源存在于印刷流程中。油墨中所用的溶剂主要是芳香烃类、酯类、酮类、醚类等，印刷干燥后约70%～80%溶剂直接挥发到空气中。油墨中的重金属等有害成分还存在威胁健康和食品安全的隐患。

从摒弃显影剂开始

纳米图像印刷技术的出现，以全新的压印转印技术工艺，彻底改变了利用显影剂制版的历史。

深受印刷界青睐的纳米图像印刷技术，焦点在对传统感光成像转版工艺流程的环保革命。非感光、无污染、低成本成为纳米材料印刷技术最大的优势，再不需要感光冲洗，也不产生任何废水废液，最后轻松打印出清晰的书籍版样和绚丽的图片。

铝成为受欢迎的纳米印刷基板材料。传统工艺中，印刷铝版基普遍采用电解氧化铝的粗放型制备方式，而纳米版基技术则是通过纳米材料涂布技术，将功能性纳米涂层材料直接涂布在未电解氧化的版基上，使印版性能达到印刷要求。

纳米技术带给印刷行业的惊喜，还包括更低廉的成本。使用纳米绿色制版的成本是传统版材涂布成本的20%，甚至节省安装排污管道的费用。整个制版过程在不到十平方米的空间内轻而易举完成。

“咖啡环效应”的启示

印刷品上一个小小的图像是否精细，主要是对图像内点、线、面的精确控制，保证最小的点、最细的线、最平的面平滑流畅。为了攻克这个难题，研究者们从桌面的咖啡滴中得到启发。

当一滴咖啡落到桌上，液滴边缘会形成比中间区域颜色深的暗环，这种不均匀的沉积现象也被称作“咖啡环效应”。研究者们通过把墨滴分成一个个纳米颗粒，通过精准控制纳米颗粒数量组成的墨滴来形成均匀的点。在此基础上，再通过控制纳米颗粒的自由组合，串联成直线甚至可以让它们如立交桥一样三维立起。

技术革新之后，基于精确控制的微粒材料在包装印刷行业中的地位也越来越重要。尤其是在纳米电子器件、纳米光学元件、纳米生物传感器及其他具有纳米结构的功能图形制作方面，显现出其独特的技术优势。今天，人们也毫不怀疑纳米图像印刷技术的潮流特性，它将为IT与微电子产业、生物与生命科学、环境与新能源技术等领域的加速发展带来重大影响。

百亿张电子票卡问世

当下，纳米图像印刷技术已经成为一门实用性很强的应用技术。电子票卡的大批量印制投用就是纳米印刷技术的功劳。

中国是世界上最大的印刷电路板生产国。传统的电路板制造技术采用的是蚀刻工艺，一张覆铜板上绝大部分铜材料都要被腐蚀掉，造成严重的环境污染。从地铁票到银行卡再到各种电子门禁卡，电子票卡已经成为人们日常生活中的必需品，每年生产数量达数百亿张，传统制作工艺产生的刻蚀废液给生态环境带来了严重的污染威胁。

纳米印刷电子票卡内部的天线线圈采用的是绿色印刷工艺，可以在不同基材上直接印刷出高导电电路，从源头消除传统蚀刻工艺造成的污染问题，大大减少碳排放量。

文章来源：《地球与环境》 网址: http://www.dqyhjzz.cn/qikandaodu/2021/0427/1064.html