李剛
納米時(shí)代,我們將迎來(lái)一場(chǎng)新的戰(zhàn)爭(zhēng)。
一場(chǎng)“防偽”大戰(zhàn)即將拉開(kāi),“偏振變色納米光學(xué)膜技術(shù)”就是它的主角,而實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的正是廈門(mén)為納光電有限公司,其技術(shù)負(fù)責(zé)人則是來(lái)自上海交通大學(xué)的葉志成。作為公司技術(shù)負(fù)責(zé)人,葉志成說(shuō):“用納米光學(xué)提高防偽技術(shù)門(mén)檻,保護(hù)原創(chuàng)產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,創(chuàng)造更大的社會(huì)價(jià)值,是我們的初衷,我們希望在納米光學(xué)膜的研發(fā)上建成人才的高地,做國(guó)際領(lǐng)先的納米光學(xué)膜開(kāi)拓者?!?/p>
納米開(kāi)啟防偽新浪潮
互聯(lián)網(wǎng)給人們帶來(lái)了便利,但同時(shí)也給人們帶來(lái)了煩惱:網(wǎng)購(gòu)的東西到底是真是假?該怎么辨別?用手機(jī)掃描商品上的防偽碼或防偽膜,為什么還是逃脫不了假貨的魔掌?防偽碼真的防偽碼?
假貨屢禁不止,以致甚囂塵上,買(mǎi)化妝品要跑到韓國(guó),買(mǎi)奶粉要跑到歐洲,甚至連買(mǎi)馬桶蓋都要跑到日本,對(duì)國(guó)貨“避而遠(yuǎn)之”的人越來(lái)越多。的確,假冒偽劣商品不僅損害品牌的利益和形象,同時(shí)也損害了廣大消費(fèi)者的利益,更打擊了企業(yè)的創(chuàng)新力和原創(chuàng)品牌的動(dòng)力。這時(shí),我們必須思考:為什么假貨如此橫行?為什么防偽碼和防偽膜不能防偽?
葉志成說(shuō),目前市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的防偽技術(shù)是墨水、水印和鐳射,但這些技術(shù)都普遍存在防偽性不強(qiáng)的瓶頸,“防偽膜成了一種裝飾”,導(dǎo)致了激光防偽膜不防偽的尷尬局面。激光全息防偽技術(shù)制作的浮雕型二維微米結(jié)構(gòu)不但很容易被復(fù)制,而且光學(xué)效率低,單純依靠衍射變色,“使用這種技術(shù)無(wú)法提供關(guān)鍵性的判斷依據(jù),因而用戶(hù)很難從五顏六色的商標(biāo)中判斷真假?!?/p>
而葉志成作為技術(shù)負(fù)責(zé)人,帶領(lǐng)為納光電人,利用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)出的新型防偽光學(xué)膜,只需用戶(hù)用手機(jī)屏幕光源照射一下商品標(biāo)簽,就可根據(jù)顏色變化來(lái)判斷該產(chǎn)品的真?zhèn)?,不僅用戶(hù)操作簡(jiǎn)單,而且標(biāo)簽制作技術(shù)門(mén)檻高,不容易被仿制。相對(duì)于現(xiàn)有激光防偽的微米結(jié)構(gòu),偏振變色光學(xué)膜采用了準(zhǔn)三維納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體激元共振:不容易仿制;顏色可單獨(dú)設(shè)計(jì);可描述性強(qiáng);用戶(hù)容易判斷。
偏振變色納米光學(xué)膜效果獨(dú)特,采用反射變色可以明顯區(qū)別于其他技術(shù),變色檢測(cè)便捷、智能且交互性強(qiáng)。與以往防偽技術(shù)不同的是,老百姓只要有手機(jī)就可以隨時(shí)鑒別使用。“手機(jī)屏幕照射標(biāo)簽時(shí),圖案出現(xiàn),并且隨著手機(jī)屏幕轉(zhuǎn)動(dòng),標(biāo)簽顏色發(fā)生變化?!比~志成表示,“通過(guò)納米技術(shù)的創(chuàng)新,可以讓每一個(gè)人的手機(jī)成為非常專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)工具?!蓖瑫r(shí),葉志成還介紹道,偏振變色納米光學(xué)膜技術(shù)經(jīng)中國(guó)防偽行業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)審認(rèn)定,在防偽原理和檢測(cè)方式等技術(shù)方面已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,“為光學(xué)防偽提供了一種新的方法”。
偏振變色納米光學(xué)膜是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?
人眼能夠看到的可見(jiàn)光波長(zhǎng)為400~760納米,是一種電磁場(chǎng)和傳播方向垂直的電磁波。當(dāng)光波的電場(chǎng)方向不變時(shí),稱(chēng)之為線(xiàn)偏振光。葉志成介紹道,與傳統(tǒng)的激光全息單純依賴(lài)衍射效果不同,偏振變色納米光學(xué)膜利用反射、透射和衍射變色多種技術(shù)手段的有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了肉眼明顯可見(jiàn)的偏振變色反射、透射和衍射,變色范圍靈活可調(diào),用戶(hù)容易區(qū)分,顏色更加鮮艷獨(dú)特,視覺(jué)效果更加美觀(guān)。
而在檢測(cè)方式上,偏振變色納米光學(xué)膜創(chuàng)新地將偏振變色特性和液晶手機(jī)屏幕結(jié)合起來(lái),通過(guò)手機(jī)屏幕光源照射,就可以看到明顯的顏色,并且隨著手機(jī)屏幕的旋轉(zhuǎn)可以看到光學(xué)膜的顏色和亮暗態(tài)交替變化。不僅檢測(cè)準(zhǔn)確度高,而且方便,易于大眾應(yīng)用?!霸诩{米光學(xué)膜本身制備成功的基礎(chǔ)上,結(jié)合半導(dǎo)體微加工工藝的掩膜版技術(shù),可以滿(mǎn)足用戶(hù)需求,靈活設(shè)計(jì)標(biāo)簽。此外,每一個(gè)標(biāo)簽的變色效果都可以配備一個(gè)二維碼,從而方便用戶(hù)進(jìn)一步比照判斷真假。”葉志成介紹。
判斷一項(xiàng)技術(shù)的好壞,需要看它是否實(shí)用。而方便使用,也正是葉志成堅(jiān)持做技術(shù)的目標(biāo)之一。葉志成表示,納米變色膜技術(shù)還可以大量用在證件、人民幣、銀行卡以及市場(chǎng)上大量有防偽需求的產(chǎn)品上。一場(chǎng)新的防偽浪潮即將開(kāi)始。
“為納光電”的背后
2013年,為納光電有限公司在廈門(mén)市成立,開(kāi)始開(kāi)發(fā)大面積納米光學(xué)膜的納米壓印設(shè)備和工藝;2014年,在驗(yàn)證了量產(chǎn)可行性的基礎(chǔ)上,為納光電以納米變色和藍(lán)光過(guò)濾膜為產(chǎn)品突破口,成功入選“雙百”企業(yè),葉志成被評(píng)為“創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才”;2015年,為納光電入駐廈門(mén)市湖里區(qū)科技園,代表雙百企業(yè)參加廈門(mén)市9.8貿(mào)洽會(huì)獲得良好反饋;歷經(jīng)3年籌備,2016年,為納光電正式打通納米光學(xué)膜的量產(chǎn)工藝,完成小批量的量產(chǎn)能力建設(shè),目前正在做產(chǎn)品的專(zhuān)家鑒定和行業(yè)認(rèn)證。而這些成績(jī)的背后,多少辛酸和坎坷,多少付出和汗水,恐怕只有葉志成自己清楚。
2006年,葉志成從中科院半導(dǎo)體研究所博士畢業(yè)。在攻讀博士期間,葉志成開(kāi)始從事納米光學(xué)的研究,這時(shí)的他就認(rèn)為:“納米光學(xué)將會(huì)有非常廣泛的應(yīng)用”。在韓國(guó)從事博士后工作期間,葉志成在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)拓出表面等離子體激元的新方向,而他看中的同樣是“應(yīng)用”。兩者的結(jié)合,為以后的研究奠定了基礎(chǔ)。2008年,加入上海交通大學(xué)時(shí),受限于有限的實(shí)驗(yàn)加工條件,葉志成面臨著研究方向的抉擇。
從哪里突破?葉志成決定將研究方向轉(zhuǎn)向高效率顯示器件。利用納米金屬的表面等離子體激元共振可以做出非常好的理論上無(wú)損耗、無(wú)吸收的彩色濾光片和偏振片,大幅度提高現(xiàn)有手機(jī)的光能利用效率,從而延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。一臺(tái)普通智能手機(jī),目前技術(shù)能實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間通常是一天或者兩天,而利用納米光學(xué)膜技術(shù)后,則可以待機(jī)十幾天。這在葉志成看來(lái),“意義非常大”。因?yàn)檫@些光學(xué)膜技術(shù)長(zhǎng)期被西方企業(yè)所壟斷,價(jià)格昂貴,國(guó)家每年都要花費(fèi)巨資從國(guó)外進(jìn)口。在高效節(jié)能納米技術(shù)、彩色濾光片和偏振片的集成上,葉志成已經(jīng)擁有6項(xiàng)國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利。同時(shí),這些研究?jī)?nèi)容獲得了國(guó)家自然基金青年項(xiàng)目的支持,研究結(jié)果獲得良好評(píng)價(jià)并進(jìn)一步得到了國(guó)家自然基金委的延續(xù)資助。而在當(dāng)年,能得到這樣連續(xù)資助的項(xiàng)目寥寥無(wú)幾。
從2008年進(jìn)入交大開(kāi)始,葉志成就著手搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),從工藝開(kāi)始,一步一個(gè)腳印實(shí)現(xiàn)自己在納米光學(xué)膜方面的研究成果。據(jù)葉志成介紹,目前實(shí)驗(yàn)室做出的樣品已經(jīng)可以達(dá)到商用。從無(wú)到有,從零到現(xiàn)在,盡管當(dāng)時(shí)比較辛苦,“但正是因?yàn)檫@些經(jīng)歷,自己親自動(dòng)手去做去實(shí)驗(yàn),才能積累更多經(jīng)驗(yàn)?!?
2010年,葉志成開(kāi)始激光干涉納米光學(xué)膜母版制備和研發(fā)。為納光電的目標(biāo),就是“以納米加工為依托,做國(guó)際領(lǐng)先的納米光學(xué)膜開(kāi)拓者”。當(dāng)時(shí),光學(xué)納米膜技術(shù)也吸引了很多企業(yè),但大部分都停留在消化階段,并沒(méi)有真正轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)。對(duì)葉志成來(lái)說(shuō),“這樣的研究是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的”,真正把研究轉(zhuǎn)化為實(shí)際的產(chǎn)品,才是最有意義的事。做的研究有沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用?這是他最關(guān)心的問(wèn)題。在葉志成看來(lái),把研究跟實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái),“才能算是真正高水平的研究”。
把研究成果投入到資本市場(chǎng),才能彰顯科研的作用,同時(shí)創(chuàng)造更多社會(huì)價(jià)值。于是,葉志成批來(lái)對(duì)納米技術(shù)感興趣的志同道合的朋友,開(kāi)始組建公司。2013年,為納光電成功落地廈門(mén)?!斑@個(gè)過(guò)程碰到了很多困難,我們也學(xué)到了很多東西,”葉志成坦言。一開(kāi)始收到的反饋大都不盡如人意,公司要加大科研力度,升級(jí)技術(shù),又要克服資金短缺,而就是在這種壓力下,葉志成和其團(tuán)隊(duì)對(duì)產(chǎn)品的定位完成了幾次戰(zhàn)略性調(diào)整。
一次偶然,一個(gè)同學(xué)說(shuō)起自己當(dāng)?shù)氐囊环N著名產(chǎn)品被仿冒的越來(lái)越多,而當(dāng)時(shí)的防偽技術(shù)作用不大。同學(xué)就問(wèn):“既然你的納米技術(shù)這么好,你能不能做到真正的防偽?”葉志成斬釘截鐵:“肯定能做到”。因?yàn)闉榧{光電的工藝已經(jīng)達(dá)到了百納米量級(jí)以下,無(wú)論從工藝還是設(shè)計(jì)上,都不可能輕易被模仿的。有了想法立即投入實(shí)踐,“取得了非常大的成功”,也為防偽開(kāi)啟了納米新時(shí)代。
葉志成一直秉承著一個(gè)理念,“一個(gè)好的應(yīng)用,肯定會(huì)有好的文章,好的文章和好的應(yīng)用是和諧統(tǒng)一的。”2014年,有關(guān)新型的偏振變色3D防偽膜的文章發(fā)表于Nature旗下的“ScientificReports”,并被國(guó)際顯示會(huì)議評(píng)為3D顯示熱點(diǎn)文章,美國(guó)Daily News和Physorg還專(zhuān)門(mén)做了特刊報(bào)道。
葉志成始終如一地堅(jiān)持在一線(xiàn)做實(shí)驗(yàn)做樣品,盡管這個(gè)過(guò)程很累,但他說(shuō),“真正喜歡的話(huà),一切都是值得的。只要能夠沉浸在其中,就不會(huì)覺(jué)得累?!?/p>
匠心鋪就寂寞路
有學(xué)生問(wèn)道:“老師,您天天在曝光,天天在光刻,光刻結(jié)構(gòu)到底要做到什么樣呀?已經(jīng)有效果了,為什么還要繼續(xù)?”葉志成的回答的成為了實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)典語(yǔ)錄:“光刻工藝刻的是寂寞。當(dāng)你一步步把產(chǎn)品優(yōu)化,樣品一次比一次效果好時(shí),你就能明白堅(jiān)持的意義了?!?/p>
堅(jiān)持,意味著不放棄;堅(jiān)持,有時(shí)讓人喜出望外。做工藝,必須靜下心來(lái),任何細(xì)微的東西都不能放過(guò),信念和耐力都是不可少的,唯有用匠心才能打磨出好的樣品,才能使學(xué)術(shù)研究成果大放光彩。葉志咸總是告訴學(xué)生們,“要潛心做學(xué)術(shù),匠心做工藝”。學(xué)術(shù)與工藝相得益彰。
作為師者,言傳身教。在葉志成的影響下,學(xué)生們深受熏陶,取得了非常好的成績(jī)。做什么不重要,重要的是怎么做。沿著一個(gè)方向堅(jiān)持做幾年,你可能是行家;堅(jiān)持十幾年,你可能是專(zhuān)家;而堅(jiān)持和努力一輩子,你就成為了大家。
葉志咸認(rèn)為,“我們現(xiàn)在的整個(gè)產(chǎn)品,無(wú)論從樣式還是質(zhì)量上,都是跳躍式的發(fā)展。從3月份到現(xiàn)在,很多投資方,包括制藥企業(yè)和生活用品企業(yè),都有意跟我們聯(lián)合開(kāi)發(fā)新的防偽技術(shù)”葉志成說(shuō)。為納光電,將迎來(lái)一個(gè)爆發(fā)期!
目前,由為納光電有限公司和上海交通大學(xué)共同成立的為納光學(xué)膜聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)正式揭牌。葉志成表示,“我們希望在納米光學(xué)膜的研發(fā)上建成人才的高地,實(shí)現(xiàn)光學(xué)膜相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。”接下來(lái),他們“會(huì)繼續(xù)把技術(shù)做好,把更多精力放在技術(shù)的研發(fā)上?!蓖瑫r(shí),葉志成還表示,將推出藍(lán)光過(guò)濾膜,“我們預(yù)計(jì)明年整體產(chǎn)值達(dá)到幾千萬(wàn),這是我們的小目標(biāo)?!?/p>
除了納米防偽,葉志成正還致力于研發(fā)利用納米金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效的彩色電紙書(shū)。葉志成介紹,利用納米技術(shù),以后的電紙書(shū)不僅可以實(shí)現(xiàn)彩色顯示,而且還能實(shí)現(xiàn)視頻播放,葉志成已經(jīng)擁有6項(xiàng)相關(guān)國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利,為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)!
“下得了實(shí)驗(yàn)室,寫(xiě)得出文章和專(zhuān)利,在學(xué)術(shù)和應(yīng)用之間搭建起良性互動(dòng)橋梁”,這是讓葉志成覺(jué)得最滿(mǎn)意的事情。任何成功背后都有不為人知的辛酸,從白手起家到社會(huì)上的廣泛認(rèn)可,這其中風(fēng)雨甚至煉獄般的經(jīng)歷,只有葉志成最清楚。他,依舊在前行,用匠心鋪就一條“寂寞路”……
科學(xué)中國(guó)人2017年1期