纳米技术与包装产业
2007-05-21 00:00:00.0 来源:中华印刷包装网 责编:中华印刷包装网
CPP114—中华印刷包装网 记者:余建良
人类从诞生至今的几十万年间一直都未停下探求的脚步,而是亘古不变一步步地不间断地往前开拓:从森林到草原再到平坦的大地;从月球到火星再到遨游浩瀚的外太空;从物体到分子原子再到捕捉更为微小的电子。
我们人类就这样改变和创造着我们日夜生活的物质世界,并使整个进化发展的过程贯穿成了一条清晰鲜明的脉络:人类一直在拓展自己的空间世界,外至更为浩瀚渺渺的太空,内至更为微小的物质内核,使我们的视线呈几何倍数地扩展。而那如雷贯耳的名词--纳米,正是在这样的时代背景下应运而生,给我们展现了一个更为微小的崭新的物质微粒王国。
纳米科学技术是科学家在20世纪50年代提出的构想,80年代末诞生并迅速崛起的高新科技,它的基本含义是在纳米尺寸(即0.1~100nm)范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子运动规律和特性,创造新物质的技术方法。这意味人们可生产极纯的材料和丰富多彩的新产品。
纳米是英文namometer的译名,是微观世界的长度单位,它是1米的10亿分之一,大约只有45个原子串起来那么长,相当于网球与地球的差距。而纳米结构通常指的就是尺寸在100纳米以下的微小结构。
研究表明,当材料粒子进入纳米级粒子时,本身就具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性。由于纳米粒子的尺寸已接近光的波长,加上其具有大表面的特殊效应,其所表现的特性如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等往往不同于该物质在整体状态时所表现的特性。因此,运用纳米技术可以直观地重新操纵原子、分子或原子团、分子团的排列结构和运动规律及特性,创造出自然界还未或根本无法自然产生的物质和具有新功能的产品,将人类的梦想变为触手可及的现实。这也许就是科学神秘而美妙的所在。
纳米技术的应用领域极为广泛,几乎各个领域的所有行业都有所涉及,并起到了至关重要的作用,带动了行业的迅速发展。如信息技术、医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展,纳米技术可谓是功不可没。在印刷包装领域,纳米技术也发挥着举足轻重的作用。
用纳米材料制造印刷材料或把纳米材料添加到印刷材料中去,制成纳米油墨、纳米纸张、纳米印刷机以及其他的各种纳米印刷辅助材料,可以大大提高印刷品质量,或者产生有特殊功能的印刷品,给印刷行业带来继光与电之后的又一次技术革命。
而通过对包装材料进行纳米合成、纳米添加、纳米改性,使其具备纳米结构、尺度、特异功能的包装新物体--纳米包装材料,则可提高塑料薄膜的透明度、强度和韧性和防水性,可作为特殊用途的高级塑料包装薄膜。由于纳米粒子具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应和宏观量子隧道效应,所以纳米材料表现出传统固体不具有的许多特异性质,如特异的化学性能、机械性能、电子性能、磁学性能及光学性能。而纳米包装材料是由纳米颗粒包装材料合成的复合材料,因此也有许多新的特性,如纳米SiO因其透光、粒度小等。
纳米包装材料与传统包装材料相比,具有以下特性:
一、较高的机械性能。纳米包装材料具有较高的强韧性,耐磨性和可塑性,作为包装材料可靠性更好,使用寿命更长。
二、优异的物理化学性能。纳米微粒由于粒径小,比表面积大,具有奇异或反常的物理、化学性能,如高耐热性、好的光泽和透明度、高阻隔性、抗磁防爆等特性,可用于特种包装如耐蚀包装、防静电防电磁包装、防火防爆包装、迷彩包装、高阻包装、隐身包装、危险品包装等,优良的加工性能。由于纳米包装材料具有较高的弹性、韧性和屈挠度等,在吹塑、压延、浇铸、注塑等成型中,表现出较好的加工性能。
三、较好的生态性。如纳米TiO具有很强的紫外线吸收和光催化降解能力,作为包装材料可通过降解作用避免对环境造成危害,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、细菌等。
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