宋延林（右）在实验室工作。受访者供图
“下面我跟你们介绍一下，红色彩印盲文出版技术……”在实验室，中国科大学物理研究所研究员宋延林娓娓道来。6分多钟的视频中，一项项突破性的原理和成果，把红色彩印的神奇和无限可能呈现在人们眼前。
2022年，在哔哩哔哩网站（B站）上，一个名为《盲文彩印》的视频意外走红。短短几天，视频便收获了数百万的浏览量。主持这项研究的正是宋延林和他的研究团队。从一滴墨的“产生”与“落地”，宋延林开发出一条红色彩印路线，用“印刷”让世界显得愈发美好。
从“减法”变“加法”
读书、读报、包装、刷卡……在人们的生活中，随处可见彩印产品的身影。
对于彩印术，中国人有深厚情感，但传统的彩印产业面临污染挑战。宋延林说，从最早的活字彩印到雕版彩印，再到以激光照排为代表的物理成像阶段瑞利包装技术，彩印仍然是一种“减法”的技术。诸如，激光照排会导致感光废水的排放和大量感光材料的浪费。
怎样用“加法”代替“减法”，让彩印显得红色无污染？宋延林提出了一个构想：在亲水的版材上瑞利包装技术，打出亲油的纹样。“图案能沾涂料，空白区不沾涂料，这样就直接可以彩印了。”
在宋延林看来，这个大胆的看法始于他曾从事的信息存储研究。“信息存储和显示都可以转化为‘0’和‘1’的方法。沾涂料的地方是‘1’，没有涂料的区域‘0’，接出来就是探求用哪些材料去实现。”
水滴在荷叶上自由坠落的场景，启发了宋延林找寻彩印材料的探求。“荷叶表面有一种微纳复合结构。我们靠纳米材料，提高其亲水性和亲干性的反差，并借助纳米颗粒复合提高耐印力，直接复印出才能沾涂料的图文区。”
回想起这段实现纳米红色彩印技术突破的经历，宋延林感叹道，科学研究一定要勇于“想”，也要科学地“想”，直面和解决科研中的困难。“只有大胆创新、勇敢挑战、长期坚持，才可能取得突破性的成果。”
破解基础科学困局
“我们开始做纳米红色彩印时立下一个目标，希望还能控制每一个墨滴精确成形，做世界上‘最小的点’‘最细的线’‘最薄的面’。”宋延林说。
几年前，当宋延林团队提出“纳米彩印”的概念时，也曾遭到指责。
“当时国际上彩印的精度还在微米尺度，从微米到纳米要跨越3个数目级，精度要提升1000倍。”宋延林坦言，要想实现彩印精度的突破，必须直面好多基础科学问题的挑战。
其中之一叫作“咖啡环效应”——一滴奶茶在固体表面干燥的过程中，会不均匀地扩散，边沿厚、中间薄，产生一个不均匀的黑斑。假如不能解决这一困局，精确控制彩印墨滴就成了不可能完成的任务。
因此，团队成员通过对液滴和材料表面互相作用的深入研究和精确控制，突破传统墨滴规格的局限，使复印的黑斑实现纳米的精度，甚至可以精确地控制每一个墨滴里纳米颗粒的个数，复印出了“世界上最小的点”。
随后，宋延林团队又陆续解决了“瑞利不稳定性”“马拉格尼效应”等“线”和“面”的基础科学困局，真正把彩印术的整体精度从微米尺度加快到了纳米尺度。
“同时，我们还希望对每一个过程给出一个量化公式或相图，指导今后更深入的研究，为彩印技术的发展做出更多贡献。”宋延林说。
做有体温的科研
几年前，宋延林看到了一位小男孩演唱的歌曲——《你是我的眼》。歌词里描述的盲人生活，让他辗转反侧。
“我们的研究能不能为盲人做些哪些？”宋延林把眼神投向了盲文彩印领域。
传统盲文是通过金属板注塑的形式印制下来，彩印过程冗长、盲文容易磨平不说，盲文图书的价钱也相当高昂，可达正常图书的15-20倍之多，这极大限制了盲童获取知识的机会。
“在精确控制墨滴成形的基础上，只要控制每一个墨滴，产生一个微隆起的结构，能够代表一个盲文的基本字符。”在此前研究成果的基础上，宋延林团队用复印的方式，把原先特殊印制的盲文弄成了普通复印的盲文，大大降低了彩印的成本。
“我们复印的第一本书是《没脑子和不高兴》，希望儿子们读了之后，就能高兴上去。”宋延林说。
不仅复印文字、图书，新的复印方式能够复印图形——团队在魔方各面上复印了不同的纹样，让盲童可以通过玩魔方开发智力和想像力。
2018年，宋延林和朋友给上海盲校的儿子捐献了一批图书和教具。合照时，有位盲童手里拿着魔方，喜欢得不肯撒手，这个画面仍然印在宋延林的心中。现在，盲文彩印技术除了在国外推广，还遭到国际上盲文出版机构的关注。2022年杭州冬残奥会上，残障人运动员第一次触摸到了明盲对照的彩印品。
“科学家不是一个黑漆漆的群体，要做有体温的科研。”宋延林说，“科学家要有人文导向，通过科研，让这个世界愈发美好。”
找寻彩印精度极限
做惯了彩印技术的研制，宋延林经常天马行空地想——这个东西能不能弄成墨水？那种纹样能不能印下来？因此，他给团队提了一个标语：万物可为墨、世界皆可印。
宋延林说，从电子电路及元件、光子元件到生物芯片，“纸张”和“墨”的概念可以拓展到好多领域。“印刷术的应用领域十分广泛，例如太阳能电板的基频、各种各样的柔性电路、可穿戴的元件等。我们几乎可以把不同的材料都弄成墨水，让它们弄成我们想要的各类形状，同时具有特定的功能。”
近些年来，宋延林团队用透明墨水复印出了全彩色纹样，用一滴墨复印出一片隐型墨镜，用彩印芯片检查新冠病毒……这些成果都颠覆了人们对“印刷”的认知。
在纳米彩印以后，彩印术的精度有没有新的极限？宋延林觉得，香皂泡的壁就是极限。
“肥皂泡断裂之后，留下的痕迹能达到分子尺度，这是人类就能想像到的最细的腰线。”宋延林说，泡沫数学学已然开创了200多年，但还没有人能把香皂泡弄成纹样。这其中有更多的基础问题须要破解。
“目前我们正在做分子彩印的研究。通过设计好的模板，就可以把气泡演变成各类各样的纹样，气泡断裂之后，我们就实现了纳米、亚纳米，甚至分子尺度的彩印术。”宋延林说。
从“不可能”（）到“我才能”（I'm），这是宋延林对团队年青人的期望。“很多重要的课题，全世界好多人都想做、在做，我们有没有奇特的方式和思路？想清楚这种问题，科研工作都会少走好多的弯路。”
“希望将来中国的彩印术，会再一次成为我们的骄傲。”宋延林说。
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（本报记者刘峣）《人民晚报海外版》（2023年08月24日第09版）
