夢之墨：中科院飛出的全球液態金屬3D打印領導者
圣誕節快到了，你能想象用一支特殊的筆在空氣中輕輕劃幾下，便能成就一張真實而精彩的圣誕電子賀卡嗎？夢想與現實的距離在今天被拉得如此之近，用一只液態金屬電子手寫筆便能輕松實現自己變身“神筆馬良”的瞬間愿望。
在第十七屆中國國際高新技術成果交易會（以下簡稱高交會）上，中科院理化技術研究所（以下簡稱理化所）與北京夢之墨科技有限公司聯合展出的全球首臺液態金屬電子電路打印機產品引發了業界的廣泛關注，并獲高交會優秀新產品獎。
它的發明者理化所研究員劉靜告訴《中國科學報》記者，液態金屬打印機具有很高的性價比，批量制造后其成本將得到控制，這預示著高端電子制造業正在步入平民化階段。
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打破傳統打印模式
“隨著面向個人終端用戶的液態金屬打印設備完成設計制造并進入市場，意味著打印機領域的全新電子電路制造模式時代的開啟。”劉靜表示，這種打印技術將普及到家庭、辦公室、學校、工廠乃至工業設計、藝術探索、文化創意等應用領域。
如今，劉靜率領的研究團隊已經探明了液態金屬電子打印機在近10個領域里的開拓應用價值，“液態金屬打印機能實現復雜大面積柔性PCB、電學傳感器、電子藝術、電子裝飾、電子化建筑設計、人物肖像、電路單元、電子賀卡、電子圖案乃至功能電子器件等的即時打印和制作。”劉靜說。
值得一提的是，此次在高交會上發布的可在任意材質和表面快速制造電子電路的液態金屬噴墨打印設備、室溫3D金屬打印機、液態金屬打印耗材以及柔性電子設計服務及應用等市場全新產品和技術，也同樣吸引到了大批國內外工業廠商、知名投資機構和政府部門的關注目光。
“我們要向中關村的創客們推薦液態金屬打印機，這種打印機太神奇了，能在樹葉上乃至磚頭上實現打印功能，將為北京的文化創意產業和其他產業的發展提供更強勁的技術支持。”中關村管委會的相關工作人員向《中國科學報》記者介紹說。
之所以得到認可，劉靜解釋，這要歸功于液態金屬打印機在技術理念上完全改變了傳統模式，打破了個人電子制造的技術瓶頸和壁壘，使打印機可以在低成本下快速、隨意地制作電子電路。
找到自己的“硅谷路徑”
成績的取得不是一蹴而就的結果，更不是一朝一夕的功力，任何成功都是時間和精力的巨大投入。劉靜團隊通過不懈努力，逐步攻克了制約液態金屬打印技術在通向實用化道路中的一系列關鍵科學與技術難題，首次建立了一系列全新原理的室溫液態金屬打印方法，最終獲得的高度均一的打印精度和質量，能滿足當前大多數印刷電路板（PCB）的要求，為液態金屬打印機的產業化道路掃清了障礙。
2014年，液態金屬桌面電子電路打印機獲提名“兩院院士評選2014中國十大科技進展新聞”，中國工程院為此來函，他們認為“成果對該領域工程科技發展將起到巨大的推動作用”。今年7月，這一原創性發明再度入圍素有美國科技界“奧斯卡”獎之稱的“R&D 100 Award”Finalist（本年度中國大陸唯一入圍產品）。一系列來自工業界、學術界及社會的認可，反映出液態金屬打印機蘊含的巨大商業潛能。
“沒有商業應用，發明創造就不值一提。”劉靜斬釘截鐵地說道。據了解，夢之墨公司便是因液態金屬打印機的應運而生“起家”的。劉靜告訴《中國科學報》記者，一系列市場化產品的展出和發布，表明液態金屬制造技術已從最初的基礎研究逐漸向應用過渡。他也憧憬，在“大眾創業，萬眾創新”的巨大需求下，這些變革性電子器件帶來的快速制造技術必將為千千萬萬的創客提供極具個性化的制造工具和手段。
作為已經進入推廣和應用階段的液態金屬打印機產品，劉靜將其命名為“夢之墨”系列產品，顧名思義就是“想怎么畫就怎么畫”。作為最終有望普及到個人應用層面的基礎產品，“夢之墨”系列液態金屬技術高度貼合了當前及今后個性化電子快速制造與功能器件直接3D打印的需求，將加速我國“人人制造”創新局面的進一步形成，未來更有望搶占戰略性新興產業的發展制高點，成為我國制造業實現“制造大國”向“制造強國”邁進的重要一步。
可以預見，隨著推廣的不斷深入，“夢之墨”產品將依托其技術的原創性和領先性，在全球形成強大市場競爭力，繼而催生出一系列超越傳統理念的電子工程學與3D機電混合打印技術，從而顯著提速電子工業與制造業革新的步伐。“我們衷心希望科研能與生產相結合，科研成果可以迅速轉化為生產力，我們只想勾勒好心中的‘硅谷路徑’。”劉靜說。
充分發揮所地合作優勢
今年6月，由中科院理化所授權并助力云南中宣液態金屬科技有限公司的液態金屬電子手寫筆、導電油墨、導熱片與導熱膏等系列產品生產線建成投產。這是理化所繼與合作企業聯合推出用于高端計算機CPU、LED等的液態金屬散熱器市場產品后，在液態金屬領域的又一重要產業化項目。
劉靜介紹，早在2013年11月，理化所便與云南中宣液態金屬科技有限公司達成技術合作協議，就液態金屬熱界面材料與印刷電子材料專利技術進行科技成果轉化。經過一年半時間的建設，首期40噸/年的液態金屬新材料與應用技術生產線已于今年5月下旬順利建設完成，產品類型涵蓋了液態金屬導熱膏、導熱片以及液態金屬電子手寫筆、液態金屬導電油墨等幾大門類，其中的液態金屬電子材料成果填補了國內外產業空白。
“理化所與云南中宣公司的合作，為探索如何依托高新科技成果并充分發揮地方資源優勢來推動戰略性新興產業的形成和發展進行了有益嘗試，我們的夢想就是要讓液態金屬真正走進千家萬戶。”劉靜說。
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