分類：投稿 作者：佚名 來源：網絡整理 發布時間：2023-05-24
一、納米技術概述
納米（nanometer,nm）是一種計量物質的長度單位，為10-9m，用符號表示為nm，納米等于十億分之一米，千分之一微米，大約是三四個子的寬度。從微米科技到納米科技，是科學發展的必然結果，但不是簡單的延伸，在0.1納米到100納米之間度量單位上，物質的物理和結構特性都發生了從量變到質變的變化，納米科學20就是世紀80年代末期建立在這一微小度量敬意的技術。
納米技術（nanotecnnology）是一個含義極其豐富的術語，它本身還包含著豐富的哲學內涵。它的基本涵義是納米尺寸（10－10－10－7m）尺度空間內認識和改造自然，研究通過直接操作和安排原子、分子運動未分選和特性，創造新物質。
二、納米包裝材料的發展簡史
人工制備納米材料的歷史至少可以追溯到1000多年前，我們的祖先應有了制造和使用納米材料的歷史。如我國古代利用燃燒蠟燭的煙霧制成炭黑人微言輕的原料心臟用于作色的染料，就是最早的納米材料。
1990年7月在美國巴爾的摩召開了國際第一屆納米科學技術學術會議，1993年國際納米技術委員會（INIC）將納米科學技術劃分為六大分支：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工學、納米計量學，標志著這些分支作為相對比較獨立學科的誕生。此后，這種介于原子、分子和宏觀物質之間的納米技術研究便成為世界科技的熱點。
洛依是二十世紀末期最著名的材料專家，他的納米理論開創了包裝材料的納米新時代―納米。在納米理論的指導下，1990年日本首先研制成功納米復合包裝材料優異，其包裝應用指日可待。無疑，通過納米技術，我們可以開發出納米包裝系統。進入納米，把微米級的各種不同類型的添加劑制成納米級的產品，就會使傳統的包裝印刷產品換代。
納米科技中功用性最強的研究領域有三類：1.納米材料；2.納米器件；3.納米檢測與表征。縱觀世界納米科技的研究成果，有以下兩個重要發現：1、我們可以將材料制成納米結構以得到全新的性能；2、對納米科技發展作出貢獻的學科范圍極廣，許多新的活動就在各學科之間的交叉點上。
三、納米結構與納米材料的四大效應
納米結構是以納米尺度的物質單元為基礎，按一定規律構筑或營造一種新的體系，它包括一維、二維、三維體系。
納米材料（nano material）一般是指尺寸在1―100nm之間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，是一種典型的介觀系統。將普通材料制成納米量級后，納米材料具有卓越的光、聲、電、熱、磁、投射、吸收等第三的特殊功能，它就會出現極其特有的四大效應：①小尺寸效應或稱體積效應；②表面效應與界面效應；③量子尺寸效應；④宏觀量子隧道效應。由于以上四個效應，納米材料呈現如下性能：①高強度和高韌性；②高熱膨脹系數、高比熱和低熔點；③異常的導電率和磁化率；④極強的吸波性；⑤高擴散性。
納米材料是納米科學技術最基本的組成部分。納米材料在結構上由二種組元組成：一是具有納米尺度的微粒，稱之為顆粒組元（或基元）；一是這些顆粒之間的界面組元，也稱納米晶粒和晶粒界面兩部分。納米材料按結構可分為四類：①晶粒尺寸至少在一個方向上在幾個納米范圍內稱三維（3）米材料（納米塊狀固體材料）；②具有層次結構者稱二維（2）納米材料（納米薄膜）；③具有纖維結構者稱一維（1）納米材料（納米線性結構材料或稱納米絲）；④具有原子族和原子束結構者稱零維（O）納米材料（納米粉體）。其中納米粉體開發時間最長，技術最成熟，是生產其他三類產品的基礎。
納米復合材料（wanocomposites）是指作為分散相材料的忙于至少在一維方向在100nm以內的復合材料。納米復合材料為發展高性能材料及改善現有材料性能提供了一種新途徑。
四、納米包裝材料制備與檢測的關鍵技術
納米材料制備技術的發展，已使不同形狀、不同結構的納米包裝材料的制備成為可能。以便尋求產量大、成本低、無污染、尺寸可控的制備方法，為產業化服務。
1.納米材料的制備方法包括：物理法和化學法。物理制備方法主要涉及到蒸發、熔融、凝固、形變和粒徑縮減等物理變化過程，具體包括粉碎法、蒸發凝聚法、離子濺秧法、冷凍干燥法、電炎花放電法、爆炸燒結法等。化學制備納米微粒的過程通常包含著基本的化學反應，在反應過程中物質之間的原子進行組織排列，決定著物質的存在。化學法主要有氣相化學反應法、沉淀法、水熱合成法、噴霧熱導法、溶膠―凝膠法、r射線輻照法、相轉移法等。
2.納米復合材料的制備方法：（1）高能球磨法；（2）燃燒合成法；（3）化學氣相沉積法；（4）熔融共混法；（5）扦入法（扦層復合技術）。
3.采用直接合成納米結構的方法是目前獲得合成納米材料的可行方法：（1）納米扦層聚合；（2）相分離嵌段聚合物；（3）雜化材料；（4）組裝合成納米相；（5）仿絲成纖技術；（6）反應合成超支化或樹狀高分子；（7）生物體內組裝納米相結構物質（稱仿生納米合成）。
4.納米材料的表面改性大致可分為六種：（1）表面覆蓋改性（表面活性劑覆蓋改性）；（2）高能量表面改性；（3）外層膜改性；（4）局部活性改性；（5）機械化學改性；（6）利用沉淀反應進行改性。
5.應用于納糧食非導體組裝技術L有LB技術，自組裝（self―assembly,sa）技術、靜電組裝（electrostaic―assembly ESA）技術和模板組裝（template―assembly ta）技術等。
6.納米技術必須具備二個條件：一是納米尺寸，自然界里所沒有的新物性。其檢測與計測技術歸納為：（1）掃描探針微技術；（2）光外差干涉技術；（3）X射線干涉顯微技術；（4）基于F―D票的微微技術。
五、關于納米包裝印刷的命題及其必要性
遵照江總書記提出的“趕超國際包裝印刷先進水平”的目標，中國包裝界“十五”計劃和2010年行業發展規劃中，把加大技術力度、提高科技含量和技術創新，建設高新科技包裝印刷基地作為開拓區域經濟及抖動增長的重要舉措。包裝在經濟發展過程的中心性作用逐步凸現包裝盒印刷納米是什么，中國包裝市場以每年12―15%的幾何級數增長，無疑將是一個極具潛力新的經濟增長點和巨大的市場。
納米技術和納米材料的應用和開發，為中國包裝界提供了一個千載難逢的大好時機，為此要不失時機地開發納米技術在包裝印刷領域的應用研究。關于納米包裝印刷的命題是：
1、納米包裝的定義目前尚無納米包裝的準確定義，但從納米科學的角度出發，納米包裝是反映使用納米材料、納米技術對包裝產品進行納米合成、納米添加、納改性，使其具備納米結構、尺度、特異功能的包裝新物性的總稱。
2、納米包裝具備四個要素：納米包裝要素、納米包裝容器要素、納米包裝技術要素、納米包裝信息要素。
3、納米包裝材料：就是指分散相尺寸為1-100nm納米顆粒或晶體與其他包裝材料合成添加制成的納米復合包裝材料的體系。
4、納米研究的對象和任務是：研究納米包裝物在物流過程中的運動狀態和規律，納米包裝物的物性功能變化的規律與制備技術；研究納米包裝與多學科的關系，從而提出全新的包裝概念，改進及創造新的包裝技術和裝潢技術，縮短現有包裝企業與納米包裝的工程化、產業化和商品化的進程。
六、納米包裝印刷的應用研究
1、納米復合包裝材料
隨著21世紀包裝對特種功能需求的增加，諸如防殉爆包裝、防電磁包裝、迷彩包裝、高阻包裝、隱身包裝、防雷達包裝等要求的出現，促進了納米包裝技術的。由納米材料復合而成的納米鉆冰求酥不成了需要的一類高新材料。就包裝領域而言，近幾年來，國外研究得最多的納米復合材料是聚合基納米復合材料（PNMC）。例如在高分子聚合物中加入10%的納米TLCP（熱液晶聚合物）就會使材料的拉伸強度提高到470Mpa，從而大大拓展其用途，亦節省了稀缺資源。
2、納米抗菌包裝材料
納米抗菌包裝材料已成為熱門話題。日本在包裝材料中添加一種新型無機搞菌劑，在聚烯薄膜中加入抗菌劑和增效劑制成的。目前應用較廣的抗菌薄膜。純天然的基礎材料在納米技術的改造下，能夠發揮出驚人的殺菌效果，、抗菌、無菌包裝，能使菌體變性或沉淀，一旦遇到水，便會對細菌發揮更強的傷力。且吸附能力強、摻透力也很強，洗滌后也還有較強的抗菌作用。
3、納米包裝材料改性技術
（1）納米粒子添加到塑料中不僅起到補強作用，而且具有許多新的特性。納米SiO2因其透光、粒度小，可使塑料變得致密，從而使塑料薄膜的透明度、強度和韌性、防水性都大大提高，因此可作為特殊用途的高級塑料包裝薄膜。
（2）把納米氧化鋁加入到橡膠中，從而大幅度地提高了橡膠的耐磨性和介電特性，使用壽命明顯延長，性能在為提高。日本還試驗把氧化鋁Al2O3納米顆粒加入到普通玻璃中包裝盒印刷納米是什么，從而明顯改善了玻璃的脆性。納米氧化鋁彌散到透明的玻璃中既不影響透明度又提高了高溫沖擊韌性導體納米微粒（砷化鎵、鍺、硅）放入玻璃中或有機高聚物中，提高了三價非線性系數。
（3）在包裝印刷行業中，納米微粒也都扮演著越來越重要的作用。納注白炭黑、納米碳酸鈣、納米金屬微粒均可替代化學顏料來作為印刷油墨。油墨的性能必定會有一個飛躍。
（4）最近，美國柯達公司研究部成功地研究了一種既具有顏料又具有分子染料功能的新型納米粉體，預計將給彩色印像技術帶來性的變革。納米粉體在橡膠、顏料的改性等方面很可能給傳統產業和產品注入新高科技含量，在未來市場上占有重要的份額。
4、納米型功能（智能）包裝材料
目前研制的納米型功能、智能包裝材料，通常是用光電、溫敏、濕敏等功能材料與包裝材料復合制成的，它可以識別和指示包裝空間的溫度、濕度、壓力以及密封的程度、時間等一些重要參數。這是一種很有發展的功能包裝材料，有防止變色型、防銹型、防霉型、保鮮型，通常制成功能袋或片材。適用于高檔包裝和軍品包裝。
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