吳政潭

英國拉夫堡大學(xué)、北京印刷學(xué)院雙碩士，“馬良印想家”團(tuán)隊(duì)創(chuàng)始人。他創(chuàng)辦的“馬良印想家——導(dǎo)電油墨及衍生產(chǎn)品生態(tài)的筑造者”項(xiàng)目獲第八屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽北京賽區(qū)一等獎。

印刷電子技術(shù)蓬勃發(fā)展的核心是導(dǎo)電油墨，導(dǎo)電油墨是一種功能性油墨，其“功能性”主要體現(xiàn)在它區(qū)別于普通油墨的顯色功能。導(dǎo)電油墨由導(dǎo)電性填料、黏合劑、溶劑及添加劑組成，其本質(zhì)是由導(dǎo)電微粒（通常為導(dǎo)電金屬及非金屬物質(zhì)）分散在連結(jié)料中，形成的一種導(dǎo)電性復(fù)合材料，其可以通過印刷的方式，附著在紙張、塑料、金屬、陶瓷等承印物上，起到導(dǎo)線、天線和電阻等作用。在當(dāng)下的微電子、芯片制造、集成電路制造產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時(shí)代，導(dǎo)電油墨作為電子電路的原材料，實(shí)現(xiàn)了更少工序、更高效率、更低成本、更優(yōu)環(huán)保的電路制造。

在眾多印刷電路的原材料中，基于納米銀的導(dǎo)電油墨技術(shù)，以其優(yōu)異且均衡的性能占領(lǐng)了市場。但我國的高端導(dǎo)電油墨技術(shù)起步晚，市面上的產(chǎn)品普遍存在導(dǎo)電性不佳、不適應(yīng)傳統(tǒng)印刷工藝、高溫處理時(shí)效性差等短板。

通常來講，工業(yè)化生產(chǎn)的銀粉的微觀形態(tài)分球狀和片狀，在銀系漿料干燥過程中，片狀銀顆粒的接觸面積比球狀的大，導(dǎo)電性較高。為此，我們通過計(jì)算機(jī)定向合成技術(shù)，先對反應(yīng)過程進(jìn)行大量模擬，計(jì)算優(yōu)化出反應(yīng)物最優(yōu)配比及最優(yōu)反應(yīng)條件，進(jìn)而利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)械添加反應(yīng)物料，定向制備出特定粒徑范圍的納米銀顆粒。如此，既避免了手工操作誤差，又保證了不同批次間生成物的均一性，最大程度地提升了良品率。

此外，我們研究出了一種快速制備納米尺度片狀銀顆粒的工藝條件，得以高效控制所制備納米銀的形貌與粒徑至最優(yōu)導(dǎo)電狀態(tài)。通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，我們亦降低了包裹在納米銀表面的有機(jī)物質(zhì)，加強(qiáng)了銀微粒間隙接觸，提高了導(dǎo)電油墨的柔性及導(dǎo)電性。通過這一套“組合拳”，我們改變了以往納米銀顆粒必須經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)才能充分接觸融合的局面，以極高的分散均勻度和銀微粒接觸緊密度，讓導(dǎo)電油墨實(shí)現(xiàn)“即印即用、導(dǎo)電優(yōu)異”，達(dá)成了后處理溫度低至室溫的納米銀導(dǎo)電油墨制備。?項(xiàng)目研發(fā)的導(dǎo)電油墨印刷出的電路可以經(jīng)受彎折、扭曲、對折，仍保持較好的導(dǎo)電性，且綠色環(huán)保。

項(xiàng)目分三個(gè)發(fā)展時(shí)期，初創(chuàng)期鎖定服務(wù)直寫式導(dǎo)電油墨、智能包裝、柔性傳感器領(lǐng)域的企業(yè)與用戶；發(fā)展期將目標(biāo)拓展到柔性顯示、智能醫(yī)療等印刷電子領(lǐng)域；成熟期將形成有需求就有產(chǎn)品的市場形態(tài)，面向所有印刷電子領(lǐng)域的企業(yè)用戶。

我們在印刷適應(yīng)性、穩(wěn)定性及生產(chǎn)工藝方面有巨大突破，并將成本控制在了同類進(jìn)口商品價(jià)格的一半左右。導(dǎo)電油墨成功在物聯(lián)網(wǎng)、觸覺人工智能、光伏、柔性電路等多個(gè)領(lǐng)域中適配應(yīng)用，滿足了硅基電子不能及且不擅長的場景需求。

如今，我們擁有了我國首條“低溫高導(dǎo)納米銀油墨中試線”，日均產(chǎn)能達(dá)成了30公斤。目前，項(xiàng)目與中山中榮、當(dāng)納利等多家出版企業(yè)、印刷企業(yè)簽訂了合作意向，將產(chǎn)品銷售至航天、電氣等多個(gè)行業(yè)的企業(yè)。

高性能的油墨衍生出了豐富的產(chǎn)品類別。交互式墻畫藝術(shù)打破了傳統(tǒng)印刷品和觀眾間的表達(dá)壁壘，讓信息的傳播更加可感可視化?；谖毫仃嚨膫鞲衅饔兄葌鹘y(tǒng)傳感器更廣泛的監(jiān)測范圍以及更高的精度，可以讓技術(shù)廣泛應(yīng)用于新醫(yī)科領(lǐng)域。而柔性和可拉伸特性所帶來的高度生物適性更是讓電子皮膚成為可能，在關(guān)節(jié)等剛性傳感器無法覆蓋的區(qū)域，基于導(dǎo)電油墨的柔性傳感器，可以對生物肢體信號實(shí)行“全維度、無盲點(diǎn)”監(jiān)測。基于導(dǎo)電油墨的全印刷柔性傳感器，也可應(yīng)用于智慧辦公空間，比如，座椅上的壓力傳感器可監(jiān)測坐姿，以預(yù)防職業(yè)病，智能標(biāo)簽可應(yīng)用在物品存取和流通上，可穿戴設(shè)備與柔性傳感器更是標(biāo)配。

“馬良印想家”執(zhí)筆印刷，助力柔性電路天塹變通途。

責(zé)任編輯：張琦