张彦振:“卫星液滴”破科技壁垒,初心如磐勇辟创新路
信息来源:大众日报 发布时间:2022-11-16

  中国·山东博士后创新创业大赛是全国第一个省级博士后创新创业赛事,自2019年起已经连续举办四届,受到海内外博士后青年人才和社会各界的广泛关注。今年大赛吸引了来自国内23个省、直辖市和行政区以及美国、英国、德国、日本等12个国家的1230个博士后携创新创业项目参赛,共决出金奖3个,银奖6个,铜奖12个,优胜奖40个。掀起了青年人才创新创业、创优争先的热潮。

  张彦振,2022年中国·山东博士后创新创业大赛银奖奖得主,获奖项目为微纳液滴高效精密喷墨打印技术。中国石油大学(华东)教授,国家高层次青年人才,德国洪堡学者,澳大利亚DECRA研究员,山东省泰山学者青年专家。长期围绕喷墨打印技术及基础理论开展研究工作。在Nature Communications、Small、Journal of Fluid Mechanics等国际著名刊物上发表论文发表SCI收录论文60余篇,他引2000余次。出版英文专著3部。申请授权发明专利10项,待授权7项。先后主持国家高层次青年人才自选课题、中国自然科学基金面上项目、德国洪堡基金项目、德国科学基金项目、澳大利亚DECRA项目、山东省“泰山学者”青年专家项目、山东省优秀青年基金项目等国家级和省部级科研课题7项。

  “当时,我发现了喷墨打印会形成卫星点,生成卫星液滴,我就想着这个卫星液滴能不能被控制一下。”这个问题一直萦绕在张彦振的脑海里,接着他开始尝试用横向的气流去控制卫星液滴,在实验中他欣喜地发现这种液滴在气流控制下的轨迹是比较稳定的。“依托这样一个意外之喜,我提出了这种专门利用卫星液滴进行打印的方法。”中国石油大学(华东)博士生导师,2022年中国·山东博士后创新创业大赛创新组银奖获得者张彦振如是说。

  “回吸悬滴”巧创技术突破

  对于张彦振来说,这次2022年中国·山东博士后创新创业大赛是对喷墨打印技术发起的又一次冲击。他的参赛项目“微纳液滴高效精密喷墨打印技术”,提出了卫星液滴打印技术和液体环境中的喷墨打印技术两种超高精度喷墨打印新技术,这两项技术区别于任何国外的专利保护技术,是真正意义上的打破科技壁垒。

  新科学技术的问世总是起始于思想火花的迸发。“虽然整个研发过程的阻力并不是很大,但难得的还是首先产生这样一个想法。”在探索的过程中,张彦振发现在液体环境中回吸悬滴会产生子液滴,这个现象是他首次发现的,凭着科研人敏锐的洞察力和严谨的科学态度,他进行了一系列尝试,最终将这一现象应用于喷墨打印技术中,利用回吸悬滴实现高精度打印。

  作为中国石油大学(华东)光华学者特聘教授,张彦振不忘初心,以喷墨打印技术及基础理论作为主要研究方向,勤耕不辍,精业笃行,解决了国内喷墨打印印刷精度方面的“卡脖子”难题。他先后主持国家高层次青年人才自选课题、中国自然科学基金面上项目、德国洪堡基金项目、德国科学基金项目、澳大利亚DECRA项目、山东省“泰山学者”青年专家项目、山东省优秀青年基金项目等国家级和省部级科研课题7项,发表SCI/EI论文60余篇,他引2000余次。出版英文专著3部。申请授权发明专利10项,待授权7项。

  喷墨打印实现微米级线宽

  目前,在微纳液滴高效精密喷墨打印方面,我国在国际上还处于一个跟跑的位置,世界其他国家的设备在这方面已经比较成熟。张彦振长期围绕喷墨打印技术及基础理论开展研究工作,从博士到博士后,他从未停下打破此项技术科技壁垒的脚步。

  新技术的突破说起来容易,实现起来实属大有门道。传统的喷墨打印技术是利用原本管中脉冲的压力直接将墨喷出来,墨滴大小取决于喷口的大小,但是喷口太小的话就容易发生堵塞,而这种新技术则不同。

  首先不同的是使用墨滴的创新,张彦振提出利用液桥断裂生成的卫星液滴来实现高精度的喷墨打印,“这个卫星当然不是天上的卫星,而是液桥断裂的时候中间产生的小液滴。”张彦振解释说,由于卫星液滴的体积很小,能够将打印分辨率提升一个级,满足了印刷电子领域微米级线宽的要求。

  还值得一提的是,张彦振对喷墨打印机喷头的创新,他利用了金属棒与压力器形成桥梁对墨滴进行回吸,满足高精度打印对小墨滴的需求,“这可以理解为一个注射器,只不过不是通过人手去推拉,而是通过压电陶瓷。”张彦振介绍说。

  卫星液滴打印技术和液体环境中的喷墨打印技术两种打印方法均具备对飞升量级液滴和微米级线宽的打印能力,综合打印指标高于传统的喷墨打印、卷对卷印刷和丝网印刷一个数量级,可应用于印刷电子领域微米级线宽的直接打印,对于进一步降低印刷电子器件的电路宽度、提升电路密度和其综合电气性能具有重要意义。

  科研创新提供社会价值

  在科研领域辛勤的耕耘凝聚在了这一耀眼的时刻,创新创业大赛的群雄逐鹿现场,张彦振突破性的心血在该领域最前沿得到尊重、得以升华,科创之路越闯越开阔。他对青岛市赛前组织的培训记忆深刻,“这些培训让我能够更好地呈现给评委所做项目的亮点,他们所提供的指导亦是我此次成功获得银奖的推力。”

  科研过程和比赛经历对于张彦振来说都是一种新的淬炼,他始终秉持着“要把论文写在祖国大地上”的信念。通过比赛产生了对创新创业的想法,谈起比赛收获,他滔滔不绝,眼神中流露着对科研的热爱、执着和坚韧。

  “搞科研一定要接地气,一定要知道目前的市场、企业的刚需,做点别人能用得上的技术,以后的创业或者产品制作也有一个较好的市场定位。”张彦振坦言道。他时常警示自我,作为当今年轻一代的博士后,不应该只把精力与时间投入到论文的撰写上去,更应该注重研究的课题能给生产,给我们共存的社会提供何种价值。他深刻体悟到,当基础研究和市场之间的壁垒被打破,科研思路便一下子宽广和清晰了起来——要以行业的技术难点和技术痛点为导向,凝练出科学问题,反哺于基础研究。

  在个人发展与国家进步同频共振的今天,张彦振仍旧活跃在科研这片热土之上,为国家增砖添瓦,执笔绘下一个更加美好的蓝图。

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