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納米技術與包裝產業

2007-05-21 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網

                           CPP114—中華印刷包裝網  記者:余建良

人類從誕生至今的幾十萬年間一直都未停下探求的腳步,而是亙古不變一步步地不間斷地往前開拓:從森林到草原再到平坦的大地;從月球到火星再到遨游浩瀚的外太空;從物體到分子原子再到捕捉更為微小的電子。

我們人類就這樣改變和創造著我們日夜生活的物質世界,并使整個進化發展的過程貫穿成了一條清晰鮮明的脈絡:人類一直在拓展自己的空間世界,外至更為浩瀚渺渺的太空,內至更為微小的物質內核,使我們的視線呈幾何倍數地擴展。而那如雷貫耳的名詞--納米,正是在這樣的時代背景下應運而生,給我們展現了一個更為微小的嶄新的物質微粒王國。

納米科學技術是科學家在20世紀50年代提出的構想,80年代末誕生并迅速崛起的高新科技,它的基本含義是在納米尺寸(即0.1~100nm)范圍內認識和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子運動規律和特性,創造新物質的技術方法。這意味人們可生產極純的材料和豐富多彩的新產品。

納米是英文namometer的譯名,是微觀世界的長度單位,它是1米的10億分之一,大約只有45個原子串起來那么長,相當于網球與地球的差距。而納米結構通常指的就是尺寸在100納米以下的微小結構。

研究表明,當材料粒子進入納米級粒子時,本身就具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應等特性。由于納米粒子的尺寸已接近光的波長,加上其具有大表面的特殊效應,其所表現的特性如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等往往不同于該物質在整體狀態時所表現的特性。因此,運用納米技術可以直觀地重新操縱原子、分子或原子團、分子團的排列結構和運動規律及特性,創造出自然界還未或根本無法自然產生的物質和具有新功能的產品,將人類的夢想變為觸手可及的現實。這也許就是科學神秘而美妙的所在。

納米技術的應用領域極為廣泛,幾乎各個領域的所有行業都有所涉及,并起到了至關重要的作用,帶動了行業的迅速發展。如信息技術、醫學、環境科學、自動化技術及能源科學的發展,納米技術可謂是功不可沒。在印刷包裝領域,納米技術也發揮著舉足輕重的作用。

用納米材料制造印刷材料或把納米材料添加到印刷材料中去,制成納米油墨、納米紙張、納米印刷機以及其他的各種納米印刷輔助材料,可以大大提高印刷品質量,或者產生有特殊功能的印刷品,給印刷行業帶來繼光與電之后的又一次技術革命。

而通過對包裝材料進行納米合成、納米添加、納米改性,使其具備納米結構、尺度、特異功能的包裝新物體--納米包裝材料,則可提高塑料薄膜的透明度、強度和韌性和防水性,可作為特殊用途的高級塑料包裝薄膜。由于納米粒子具有表面效應、量子尺寸效應、體積效應和宏觀量子隧道效應,所以納米材料表現出傳統固體不具有的許多特異性質,如特異的化學性能、機械性能、電子性能、磁學性能及光學性能。而納米包裝材料是由納米顆粒包裝材料合成的復合材料,因此也有許多新的特性,如納米SiO因其透光、粒度小等。

納米包裝材料與傳統包裝材料相比,具有以下特性:

一、較高的機械性能。納米包裝材料具有較高的強韌性,耐磨性和可塑性,作為包裝材料可靠性更好,使用壽命更長。

二、優異的物理化學性能。納米微粒由于粒徑小,比表面積大,具有奇異或反常的物理、化學性能,如高耐熱性、好的光澤和透明度、高阻隔性、抗磁防爆等特性,可用于特種包裝如耐蝕包裝、防靜電防電磁包裝、防火防爆包裝、迷彩包裝、高阻包裝、隱身包裝、危險品包裝等,優良的加工性能。由于納米包裝材料具有較高的彈性、韌性和屈撓度等,在吹塑、壓延、澆鑄、注塑等成型中,表現出較好的加工性能。

三、較好的生態性。如納米TiO具有很強的紫外線吸收和光催化降解能力,作為包裝材料可通過降解作用避免對環境造成危害,也可涂在塑料或玻璃表面,在光的照射下,粘污在表面的油污、細菌等。

 

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