宋延林：“印”出綠色新世界

“如果說我們是浪漫主義者，是不可救藥的理想主義分子，我們想的都是不可能的事情。那么，我們將一千零一次地回答，是的，我們就是這樣的人。”中國科學院化學研究所（以下簡稱化學所）研究員宋延林熱愛文學，特別喜歡切·格瓦拉這句話。

在科學家的角色里，宋延林一直堅持的浪漫主義和理想主義就是把“不可能的事情”變成現實。他帶領團隊顛覆幾百年傳統印刷術用模板圖形復制的方式，通過精確操控墨水中的納米材料組裝得到最小的點、最細的線，從概念上革新印刷技術，“印”出綠色新世界。

最近，基于全新印刷技術研發的綠色盲文技術成功服務北京冬奧會、冬殘奧會，這讓宋延林倍感自豪。“服務冬奧，科技助殘，不一樣的冬奧，不一樣的溫暖。”他在朋友圈寫下這樣的文案。

三個機會

宋延林從事綠色印刷領域研究已有十多年時間，但他的科研生涯并非始于印刷。“幾次偶然的機會來‘敲門’，讓我走進這個領域。”接受《中國科學報》采訪時，宋延林說。

第一個機會是一次普通的學術報告會。1993年在北京大學化學與分子工程學院攻讀博士學位時，宋延林去電子學系聽了一次報告。“把美國圖書館的信息存儲到方糖大小的信息存儲器上。”時任北京大學電子學系教授薛增泉在報告中這樣描述超高密度信息存儲的愿景，瞬間點燃了宋延林對這一全新領域的興趣。

于是，他開始以“編外學生”的身份跟著薛增泉啃“硬骨頭”，在電子學系的實驗室完成博士論文后，正式開始了科研生涯。

第二個機會來自國家自然科學基金。1998年，宋延林在清華大學完成博士后之后，原計劃像他的大多數同學一樣出國學習、工作。“這時我獲得了自然科學基金面上項目支持，正好化學所也拋來橄欖枝，順理成章地到化學所工作了。”宋延林回憶。

第三個機會則是來自印刷業界對打印墨水的強烈需求。2000年前后，“計算機直接制版技術”（CTP）興起，我國本土印刷企業急需一種更加環保并且低成本的技術，打破國外技術壟斷，這也成為當時國家和行業的重大需求，其中一個關鍵材料是墨水。盡管之前從來沒有做過墨水，但這一道難題像是正好給同時具備有機和高分子化學、信息儲存知識基礎的宋延林準備的。

“我們做化學擅長的就是配溶液。”宋延林說。而對于信息儲存和印刷這兩個看似不相關的領域，他則用“二進制”統一起來：“從原理上看，所有的信息儲存和顯示都可以轉化為‘0’和‘1’的方式，這要求信息圖文區和非圖文區要有明顯差異的物理化學性質，印刷過程以‘0’呈現非印刷區，以‘1’呈現印刷區，接下來就是去探索用什么樣的材料去實現。”

最終，宋延林帶領團隊從納米顆粒制備和穩定分散等關鍵點入手解決了問題，研發出的墨水不僅成本低，在質量上還超過了世界一線品牌。

就這樣，國家對印刷行業的急迫之需扳動了宋延林科研人生的軌道，讓他駛向綠色印刷研究前沿。

從產業中凝練科學問題

完成國產墨水的研發后，宋延林對印刷技術產生了濃厚興趣。“從2004年到2007年這三年間，我在自然科學基金的資助下，慢慢做出來一些成績。”他告訴《中國科學報》。

事實上，這期間宋延林一直在執著思考的并不是如何完成某一次印刷技術或者工藝的改良，而是產業界遇到的問題應當如何凝練、總結成基礎研究的科學問題，從而建立一個新的科學研究方向，去開拓知識疆域的“無人區”。

“真正原創性的、沒有人做過的工作，需要把不同領域的表達、不同學科的語言，‘翻譯’為你這個學科所熟悉的語言。”宋延林認為。

正是發揚在科學上勇攀高峰、敢為人先的精神，宋延林帶領的科研團隊解決了諸多基礎科學問題。他們通過對印刷墨滴在干燥過程中“咖啡環效應”、“瑞利不穩定性”及“馬拉格尼效應”等科學難題的深入研究，對墨滴多種圖案成形進行精確控制，實現對納米功能材料“點、線、面、體”的精細圖案化組裝，突破了傳統印刷技術的精度極限。

如今，科研人員已經能印出納米級別的“最小的點”和“最細的線”，甚至可以用一種透明墨水打印出全彩色圖像，用印刷芯片檢測新冠病毒，這些都顛覆了傳統對印刷的認識。相關研究成果先后在《自然-通訊》《科學進展》《先進材料》《德國應用化學》等著名學術期刊發表，并且發展了印刷電子、印刷光子的新的研究方向和領域。

與此同時，宋延林也把他們所解決的科學問題放回到應用場景中去。在盲文印刷領域，他們同時從材料和打印裝備兩個要素入手，采用環境友好的納米抑菌型3D打印材料實現書籍持久耐用，并利用圖像分割解決了打印機速度和精度的矛盾。

最近，他們圍繞用樹脂液滴3D打印制造隱形眼鏡中面臨的“臺階效應”，提出一種基于數字光處理技術的連續液膜約束3D打印策略，用一滴墨水成型一片隱形眼鏡，而且這樣生產的隱形眼鏡具有極高的平滑度。

如今，宋延林為印刷描繪出美好的未來藍圖。“我們可以把所需要的材料做成‘墨水’，在不同的底材上做成圖案，從而制造出很多人們需要的東西。”他告訴《中國科學報》，“包括電子電路及器件、光子器件和生物芯片等等。”

像詩人一樣思考

宋延林外表儒雅謙遜，看起來時刻保持著科學家的冷靜，與他內心對科學事業的熱情形成了反差。

“我從小就熱愛文學，特別是詩歌，中學時語文和化學成績最好。”他回憶。文學和詩歌經常會讓他在科學上有靈感四射的“頓悟”時刻。“寫詩就要天馬行空。”宋延林認為，科學本身是理性，但純粹的理性又容易受傳統約束，像詩人一樣思考對跳出傳統的研究模式和框架很有幫助。

更重要的是，人文素養的深厚積淀讓他能夠在指導學生時清晰、準確地表達自己的內心，大大提高潛心育人的效果。

比如，教導學生要有理想時，宋延林經常讀起切·格瓦拉的那句話：“如果說我們是浪漫主義者，是不可救藥的理想主義分子，我們想的都是不可能的事情。那么，我們將一千零一次地回答，是的，我們就是這樣的人。”