ドリームインク：中国科学院の液体金属印刷の世界的リーダー

クリスマスが近づいてきました。特別なペンで空中に数本の線を描くだけで、本物の素敵なクリスマス電子カードが作れることを想像できますか?夢と現実の距離は今日では非常に短くなり、液体金属の電子スタイラスで「魔法筆馬良」に変身したいという一瞬の願いを簡単に実現できるようになりました。

第17回中国国際ハイテクフェア（CHTF）において、中国科学院物理化学研究所（以下、PIC）と北京孟志摩科技有限公司が共同で展示した世界初の液体金属電子回路プリンター製品が業界から広く注目を集め、CHTF優秀新製品賞を受賞しました。

発明者で化学研究所の研究員である劉静氏は中国科学日報に対し、液体金属プリンターは費用対効果が高く、量産後はコストが抑えられると語り、ハイエンド電子機器製造が普及段階に入っていることを示していると語った。

従来の印刷モデルを打ち破る

「個人エンドユーザー向けの液体金属印刷装置の設計と製造が完了し、市場に投入されたことは、プリンター分野における電子回路製造モデルの新たな時代の幕開けを意味する」と劉静氏は述べ、この印刷技術は家庭、オフィス、学校、工場、さらには工業デザイン、芸術探求、文化創造などの応用分野でも普及するだろうと語った。

現在、劉静氏が率いる研究チームは、10近くの分野で液体金属電子プリンターの先駆的な応用価値を探求してきました。「液体金属プリンターは、複雑な大面積フレキシブルPCB、電気センサー、電子アート、電子装飾、電子建築設計、肖像画、回路ユニット、電子グリーティングカード、電子パターン、さらには機能的な電子デバイスの即時印刷と製造を実現できます。」と劉静氏は述べました。

特筆すべきは、あらゆる素材や表面に電子回路を迅速に製造できる液体金属インクジェット印刷装置、常温3D金属プリンター、液体金属印刷用消耗品、柔軟な電子設計サービスとアプリケーションなど、ハイテクフェアで発表された新製品と新技術が、国内外の多数の工業メーカー、著名な投資機関、政府部門の注目を集めたことです。

「私たちは中関村のメーカーに液体金属プリンターを勧めたい。このプリンターは素晴らしいもので、葉っぱやレンガにさえ印刷できる。北京の文化・創造産業やその他の産業の発展に強力な技術サポートを提供するだろう」と中関村管理委員会の関係者は中国科学日報の記者に紹介した。

劉静氏は、この認定の理由について、液体金属プリンターが技術概念の面で従来のモデルを完全に変え、個人向け電子機器製造の技術的なボトルネックと障壁を打ち破り、プリンターが低コストで迅速かつ自由に電子回路を製造できるようにしたためだと説明した。

自分だけの「シリコンバレーの道」を見つけよう

成果は一夜にして達成されるものではなく、一夜にして獲得されるものでもありません。いかなる成功にも、膨大な時間とエネルギーの投資が必要です。劉静氏のチームは、たゆまぬ努力により、液体金属印刷技術の実用化を制限してきた一連の重要な科学技術上の困難を徐々に克服し、初めて新しい原理に基づく一連の常温液体金属印刷方法を確立しました。最終的に得られた非常に均一な印刷精度と品質は、現在のほとんどのプリント基板（PCB）の要件を満たすことができ、液体金属プリンターの産業化への道を切り開きました。

2014年、液体金属デスクトップ電子回路プリンターは、両院の院士らにより「2014年中国科学技術ニューストップ10」に選出された。中国工程院は返答の手紙を送り、「この成果はこの分野の工学技術の発展を促進する上で大きな役割を果たすだろう」と述べた。今年 7 月、この独創的な発明は、アメリカの科学技術分野で「オスカー」賞として知られる「R&D 100 賞」の最終候補に再び選ばれました (今年、中国本土から最終候補に選ばれた唯一の製品)。業界、学界、社会からの一連の表彰は、液体金属プリンターの大きな商業的可能性を反映しています。

「商業的な応用がなければ、発明や創作は言うに値しない」と劉静氏は断言した。孟志摩社は液体金属プリンターの出現により設立されたと理解されています。劉静氏は中国科学日報に対し、一連の市場志向型製品の展示と発売は、液体金属製造技術が初期の基礎研究から徐々に応用へと移行していることを示していると語った。彼はまた、「大衆の起業と革新」に対する大きな需要の下で、これらの革命的な電子機器によってもたらされる急速な製造技術が、何千万ものメーカーに高度にパーソナライズされた製造ツールと手段を確実に提供するだろうと予測しています。

普及と応用段階に入った液体金属プリンター製品として、劉静はこれを「好きなものを何でも描ける」という意味の「Dream Ink」シリーズ製品と名付けました。「ドリームインク」シリーズの液体金属技術は、最終的には個人用途への普及が期待される基礎製品として、パーソナル電子ラピッドマニュファクチャリングや機能デバイスの直接3Dプリントの現在および将来のニーズと高度に一致しており、わが国の「みんなで作る」イノベーション状況のさらなる形成を加速するでしょう。将来的には、戦略的新興産業の発展の主導権を握り、わが国の製造業が「製造強国」から「製造大国」へと移行するための重要なステップになると期待されています。

プロモーションの継続的な深化に伴い、「Dream Ink」製品は自社の技術の独創性とリーダーシップにより、世界で強力な市場競争力を形成し、伝統的な概念を超えた一連の電子工学と3D電気機械のハイブリッド印刷技術を生み出し、電子産業と製造業の革新のペースを大幅に加速することが予測されます。「我々は、科学研究が生産と融合し、科学研究の成果が速やかに生産性に転換されることを心から願っている。我々はただ、心の中で『シリコンバレーの道』を描きたいだけだ」と劉静氏は語った。

地方自治体との連携のメリットを最大限に活かす

今年6月、中国科学院物理化学研究所の認可を受け、雲南中軒液体金属科技有限公司の協力を得て、液体金属電子スタイラス、導電性インク、熱伝導シート、熱伝導ペーストなどの生産ラインが完成し、生産に入った。これは、物理化学研究所がパートナー企業と共同でハイエンドコンピュータCPU、LEDなど向けの液体金属ラジエーター市場製品を発売した後、液体金属分野におけるもう一つの重要な産業化プロジェクトです。

劉静氏は、物理化学研究所が2013年11月に雲南中軒液体金属科技有限公司と技術協力協定を締結し、液体金属熱伝導材料と印刷電子材料の特許技術に関する科学技術成果を転換したことを紹介した。 1年半の建設期間を経て、今年5月下旬に年間40トンの液体金属新材料および応用技術生産ラインの第1期が無事に完成しました。製品の種類は、液体金属サーマルペースト、熱伝導シート、液体金属電子スタイラス、液体金属導電性インクなど、いくつかの主要なカテゴリをカバーしています。液体金属電子材料の成果は、国内外の産業の空白を埋めています。

「物理化学研究所と雲南中軒公司の協力は、ハイテクの成果を活用し、地元の資源の優位性を十分に発揮して、戦略的新興産業の形成と発展を促進する方法を模索する有益な試みでした。私たちの夢は、液体金属を何千もの家庭に本当に利用できるようにすることです。」と劉静は中国科学日報から語った。

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