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2013东京奈米及联合展概述

台湾印研中心 文:陈政雄 更新日期:2013-03-15

日本科技对半导体、光电及3C电子产品的制造,因到已某些竞争的极限,他们有意研发方向,变更到更俱有未来导向及前瞻性的材料科技,像日本在精密陶瓷的研发上、应用上有非常独到地方。四、五十年前德国NSU公司发展出一种“温克尔旋转引擎,没有活塞和气缸,而是用三角形的转子在上下两个半圆气缸体里旋转,却一直无法商用运转,直到日本东洋工业把钢质转子上的气密条(如活塞的活塞环),采用京瓷的超硬耐久陶片,才能生产出使用温克尔转子引擎的车辆来,俱有强大马力及性能。3M公司发明无水平版,结果日本Toray公司买下专利,在矽胶及油墨用心研发之下,无水平版印版至今仍是东丽公司独家生产,而美国Presstek有DI无水版材,但成本很高没有太多竞争力。日本及德国在奈米科技上,几个研究单位、大型公司已投下庞大研发计划,而且都有斩获,元月29日在日本新大谷饭店的一场两国奈米碳管(CNT Cabon Nano Tube)的论坛上,有不少令人印象深刻的研究,涉及领域实在太宽广,本文仅略作概述论坛及奈米诸展的发展部份项目。目前使用新一代复合材料在航空、车辆、运动器及其他器具上,大部是使用碳纤维或玻璃纤维材料,而碳纤维材质仍会断裂折损,而且恢复弹性不如记忆合金的优秀。奈米碳管不论单层、多层碳管,加入铝材、塑胶之后,可以用很轻薄材料,承受极大的外力仍然很轻松的弹起复原,采用在新一代宾士S系列前面叶子板只有1.9公斤,可承受二、三十公斤重球打击下,可以凹下又弹回不损伤,强度高,耐性强。Bayer拜耳和瑞士研究单位,造一架翼展69公尺又很轻量的太阳能动力飞机,也因轻量的材质应用,不用一滴油,从义大利飞过阿尔卑斯山高峰跨国到一千多公里外的比利时降落。使用牛状奈米碳锥,加入油漆、涂料,可以是加工、涂布表面更光滑更坚固,不易磨损。未来材料科技上,奈米碳管肯定有很大的地位。像使用奈米碳管做轴承,可以防酸硷,而且部用润滑、耐久性更好,风力发电机的轴承,目前在找到奈米碳管在耐磨、耐极压及润滑条件恶劣下,比金属轴承更俱有长久不用保养效果。奈米碳管在能源科技的太阳能发电及碳管间储存电子,成为蓄电池的研究也逐步成熟,而日本把奈米碳管加入纤维里,制成可以加上电压产生电热的碳管纸加热片也已经商用化。至于奈米银的防菌、导电作用,在不同的印刷方式,网印已十分普遍,而凹印利用热雷射雕刻10~30μ的凹版印纹,在凹印机上转写印刷出触控面板,Komori也介入其中,Think Lab在制版上提出有效的极微细制版方法。在奈米银之外、奈米金、银、铜的导电材料,在印刷手段、喷墨分布方面,都已高用化。SIJ公司的氧气帮浦推动极微细的1pl墨滴小一千倍的1fl级的显微电路喷列,为未来不用无尘室的电子制造、微小结构3D制造又立下新的一页。而奈米碳管涂布层另一项可防护辐射线的功能,也被发现而可以加以应用。目前触摸键生产中,很多可导电透明材料、导电塑胶膜的制造。车辆、建筑物玻璃的断热涂布料,使用超微细的陶瓷粉,可以有80%透光率、50%左右的IR红外线阻断效果。富士软片两年前奈米微结构做滤材、医疗支持体可为人体吸收及各种触媒用涂,奈米粉体做出女性高吸收性化妆品也很成功。而今年又展示十种不同奈米研发成果,如奈米鱼油EPA、DHA、可以比一般非奈米油,多3倍的吸收效果,奈米空间滤镜,如何使公司由精密化学涂布的软片制造,又往奈米颜料,喷墨及其他领域发展,富士软片公司转型比其他以前同业更稳步往前发展。奈米材料的量测及摄影成像,这都是在光波频谱波长更短的物体,其尺寸大小及结构体,都可以利用这些极为细微的量测工具,知道奈米粉体或粒子的直径大小,有的更进一步用电子显微镜,在不同紫外光或更短X光、电子射线上,去摄影或用CCD去成像,进一步知道这些奈米材料的结构及特殊性。很多物质到奈米尺寸下的分子,其性状、颜色及导电性,都有很大的改变,一些细菌的外面包覆层,在奈米材料很尖锐刺针状表面,受到穿刺而把细胞膜刺破,产生灭菌的效果,若没有这类量测数据化及微摄影工具,很多理论只知然不知所以然的推论而已。今天很多薄膜表面除了涂布加工,使它俱有抗UV、抗IR红外线,或光泽性、雾面性之外,有的更有全息的干涉波结构,也是深微米、接近奈米科技。而LCD或见CCD感光元件,基本上都要做像素上的色彩区分功能,因此微涂布、微印刷、微喷墨的RGB彩色滤镜的配置,也成为今天后重要显学,为聚光在CCD上做出凸镜,来增大光线集中在每一个CCD受光量,这种微压铸的加工,铸模也由像Think Lab的热雷射雕刻设备来完成的。网版印刷展示在食、衣、住、行、育、乐等各方面,尤其由食物中萃取可食用色素加工成印刷墨色或是喷墨墨色,更可在食物上做文字、彩图影像列印,创造出新的用途。在电子印刷方面,网版已建立很好的工作绩效,但有些网布要有精确性和耐印性,不锈钢网布很符合这两个条件,但金属线没有弹性,而且钢线和钢线交会处凸起太高,所以不利刮刀的行进及感光膜的厚度降低,必须很厚才能包覆又不利于制版的解析力。而日本NBC网布,有很好的复合两种材料合成纤维丝,表层坚硬、中芯俱耐久弹性,发挥安定性、耐用性,而且因丝线弹性也使网布比较薄一些,不会在经纬交会处出现高起鼓凸现象,但这一些改善,有一天用喷墨科技也将全面取代精细网版印刷,而且有更好的列印精度。

印刷一词在电子、光电、太阳能、裱膜、涂布、表面加工;精细印刷或品检工作,都可以传统印刷设备改良再深化,去达到微米精度的要求,而再往加工材料更是朝向奈米级去发展,相辅相成,在产业界有一句话,没有不景气,只有不争气,今天老是做昨天会做的技术和服务而已,那么注定这个企业将要留在历史里。

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