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华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破

随着物联网、光电、能源、医疗、通信、环保等战略性新兴产业发展需求的不断涌现和驱使,印刷技术正在打破其传统边界,由传统的图文信息传播功能属性向多领域的制造功能属性漂移,逐步走向“泛印刷”。本期节目一起来聚焦下刚荣获了技术发明类一等奖的华南理工大学陈广学教授团队研究的“基于印刷制造技术的纸基传感器的高效制备及其应用”项目,看看该项目给印刷行业带来了哪些新突破。

华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破(图1)

陈广学教授长期从事印刷包装及物联网应用方面的教学科研工作,在新型印刷包装环保功能性材料、高端印刷防伪技术、数字印刷与3D打印、智能包装及物联网应用等方面做出了多项创新性成果。

他团队最新研究的“基于印刷制造技术的纸基传感器的高效制备及其应用”项目是面向纸基传感器在智能包装、快速检测、柔性电子等领域的重大应用需求及亟需解决的问题,研发并构建了包括具有不同印制高度和嵌入数字水印的纸基防伪二维码、灰度二维码、双层叠印光响应二维码等在内的多重防伪二维码体系,搭建了基于可变印制码的防伪溯源跨媒体营销包装系统,增强了纸基信息码在智能包装、防伪溯源、大数据应用中的安全性、快捷性和稳定性。

华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破(图2)

华南理工大学教授、博士生导师陈广学说道:“我们用纸基材料做传感器,它有很多显著的特点,一个是它是柔性的,可折叠,它适合可穿戴设备,同时呢,它是可以做到低成本,因为纸基材料成本比较低,它可以实现大规模的产业化的制造。另外呢,纸基材料做传感器还有一个特点就是,它是一个符合这种零碳、低碳这样的一个概念,它具有可降解,可循环利用,可再生这些特点。”

华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破(图3)

该项目还利用印刷技术制造出一系列以纸基为载体的多功能图案化的检测平台,首次实现了以“符号”显示结果的医学检测纸芯片,大幅降低了快速检测的成本,实现了纸基传感器的大规模制造、检测药物向传感器的传递以及快速定量检测和结果读取;此外,以纸张为衬底,采用可聚合低共熔溶剂(PDES)替代离子凝胶,通过原位光聚合制备出具有良好的生物相容性和降解性,光学、力学和电学性能优异,低成本且易于印刷制造的纸基透明导电纸。这些成果可广泛应用于传感器件、超级电容、柔性显示和防伪溯源等领域。

华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破(图4)

华南理工大学教授、博士生导师陈广学表示:我们这些研究成果在防伪二维码上,那么可以实现产品的防伪,同时实现追踪溯源,然后便于整个物流的管控。那么我们另外一些纸基传感芯片,可以用到一些医学检测、环境检测,同时柔性电子和可穿戴设备,那这些都需要电路和传感器,我们的研究就是解决了这种纸基芯片,它成本低。然后,我们制造的效果、效率也比较好,这样的话,能够对这种未来的检测信息,医学检测,还有电子信息的发展,能够产生了一定的促进作用,同时能解决产业化的一些智慧物流的问题,智慧包装的问题。

目前该项目已申请国家和国际发明及实用新型专利20余项,已获专利授权10余项,参与制定国家和行业标准8项。近日还荣获了2021年度中国感光学会科学技术奖一等奖。

华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破(图5)

在成果应用方面,华工丽颜(广东)新材料科技有限公司作为本次项目合作孵化的高科技企业,在转化应用中发挥了重要作用。他们成功将基于纸基多重防伪二维码的智能包装解决方案应用于票证、日化、食品、烟酒、大健康、化妆品等领域的包装印刷制品上,为合作企业带来了显著的经济和社会效益。

华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破(图6)华南理工大学联合华工丽颜为印刷行业带来新突破(图7)

华南理工大学教授、博士生导师陈广学强调:未来,我们想在前期的研究基础上,进一步完善我们的数字印刷技术来高效制备传感器这样一个先进的技术。第二个是我们想继续纸基材料,这种符合双碳经济的,然后他的可降解、可循环、可再生利用这样一个材料做传感器。那么通过这些研究,我们解决包装印刷行业的防伪溯源问题,同时,要解决柔性电子智能化装备里面的传感器和芯片的制造问题,从而为我们的未来双碳经济,节能减排,以及为我们的智能化装备,都基于我们的传感技术来提供支持。

本节目于3月27日在广东经济科教频道播出。

编辑:陈美琴编导:黄云后期制作:田旭

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