摘　要：揭示了納米包裝的定義、要素及研究對(duì)象，綜述了納米包裝材料的主要制備方法，提出了納米技術(shù)在包裝印刷領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展前景。
　　關(guān)鍵詞：納米包裝 制備方法 應(yīng)用技術(shù)
　　一、納米技術(shù)概述
　　納米（nanometer,nm)是一種計(jì)量物質(zhì)的長(zhǎng)度單位，為10-9m，用符號(hào)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(gè)原子的寬度。從微米科技到納米科技，是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果，但不是簡(jiǎn)單的延伸，在0.1納米到100納米之間度量單位上，物質(zhì)的物理和結(jié)構(gòu)特性都發(fā)生了從量變到質(zhì)變的變化，納米科學(xué)就是建立在這一微小度量區(qū)間的技術(shù)。
　　納米技術(shù)（nanotecnnology)是一個(gè)含義極其豐富的術(shù)語(yǔ)。它的基本涵義是在納米尺寸（10-10～10-7m）尺度空間內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然，研究通過(guò)直接操作和安排原子、分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性，創(chuàng)造新物質(zhì)。
　　二、納米包裝材料的發(fā)展簡(jiǎn)史
　　人工制備納米材料的歷史至少可以追溯到1000多年前，如我國(guó)古代利用燃燒蠟燭的煙霧制成炭黑作為墨的原料以及用于作色的染料，就是最早的納米材料。
　　1990年7月在美國(guó)巴爾的摩召開(kāi)了國(guó)際第一屆納米科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議，正式把納米材料科學(xué)作為材料科學(xué)的一個(gè)新的分支公布于世。這標(biāo)志著納米材料學(xué)作為一個(gè)相對(duì)比較獨(dú)立學(xué)科的誕生。此后，這種介于原子、分子和宏觀物質(zhì)之間的納米技術(shù)研究便成為世界科技的熱點(diǎn)。洛依是二十世紀(jì)末期最著名的材料專(zhuān)家，他的納米理論開(kāi)創(chuàng)了包裝材料的納米新時(shí)代——納米包裝。在納米理論的指導(dǎo)下，1990年日本首先研究成功納米復(fù)合包裝材料PA6/Mt。不久納米液晶（nmLCP）復(fù)合的PET聚酯材料在美國(guó)問(wèn)世，它的性能比層狀復(fù)全包裝材料優(yōu)異，其包裝應(yīng)用指日可待。
　　三、納米結(jié)構(gòu)與納米材料的四大效應(yīng)
　　納米結(jié)構(gòu)是以納米尺度的物質(zhì)單元為基礎(chǔ)，按一定規(guī)律構(gòu)筑或營(yíng)造一種新的體系，它包括一維、二維、三維體系。
　　納米材料（nanomaterial)一般是指尺寸在1-100nm之間的料子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域，是一種典型的介觀系統(tǒng)。將普通材料制成納米量級(jí)后，納米材料具有卓越的光、力、聲、電、熱、磁、投射、吸收等敏感的特殊功能，它就會(huì)出現(xiàn)極其特有的四大效應(yīng)：①小尺寸效應(yīng)或稱(chēng)體積效應(yīng)；②表面效應(yīng)與界面效應(yīng)；③量子尺寸效應(yīng)；④宏觀量子隧道效應(yīng)。由于以上四個(gè)效應(yīng)，納米材料呈現(xiàn)如下性能：①高強(qiáng)度和高韌性；②高熱膨脹系數(shù)、高比熱和低熔點(diǎn)；③異常的導(dǎo)電率和磁化率；④極強(qiáng)的吸波性；⑤高擴(kuò)散性。
　　四、納米材料的制備
　　1、納米材料制備方法：包括物理法和化學(xué)法。物理方法主要有蒸發(fā)冷凝法、物理粉碎法、機(jī)械球磨法、電爆炸燒結(jié)法、等離子物理氣相合成法、蒸氣膨脹法、自由噴射膨脹法等。化學(xué)方法主要有氣相化學(xué)法、沉淀法、自由噴射膨脹法等。化學(xué)方法主要有氣相化學(xué)法、沉淀法、水熱合成法、溶膠—凝膠法、溶劑蒸發(fā)法（噴霧法三種）、微乳液法、電解法、聚合物法、相轉(zhuǎn)移法等。
　　2、納米復(fù)合材料的制備方法：（1）高能球磨法；（2）燃燒合成法；（3）化學(xué)氣相沉積法（CVD）；（4）熔融共混法；（5）扦入法（扦層復(fù)合技術(shù)）。
　　3、采用直接合成納米結(jié)構(gòu)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(shù)；（6）聚合反應(yīng)合成超支化或樹(shù)狀高分子；（7）紡絲成纖技術(shù)；（8）生物體內(nèi)組裝納米相結(jié)構(gòu)物質(zhì)（稱(chēng)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（表面活動(dòng)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(jī)械化學(xué)改性；（6）利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行改性。
　　6、納米技術(shù)必須具備二個(gè)條件：一是納米尺寸，二是自然界里所沒(méi)有的新物性。納米計(jì)測(cè)技術(shù)歸納起來(lái)有以下四種技術(shù)手段：（1）掃描控針微技術(shù)；（2）光外差干涉技術(shù)；（3）X射線干涉顯微技術(shù)；（4）基于F－D標(biāo)準(zhǔn)的微微技術(shù)。
　　五、關(guān)于納米包裝印刷的命題及必要性
　　納米技術(shù)和納米材料的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，為中國(guó)包裝界提供了一個(gè)千載難逢的大好時(shí)機(jī)，開(kāi)展納米技術(shù)在包裝印刷領(lǐng)域的應(yīng)用研究；雖然納米技術(shù)是21世紀(jì)最具前途的技術(shù)領(lǐng)域，但是我國(guó)的納米技術(shù)在包裝印刷中的應(yīng)用還剛剛起步。
　　1、納米包裝的定義：盡管目前尚無(wú)納米包裝的準(zhǔn)確定義，但從納米科學(xué)的角度出發(fā)，納米包裝是指使用納米材料、納米技術(shù)對(duì)包裝產(chǎn)品進(jìn)行納米合成、納米添加、納米改性，使其具備納米結(jié)構(gòu)、尺度、特異功能的包裝信息要素。
　　2、納米包裝具備四個(gè)要素：納米包裝材料要素、納米包裝容器要素、納米包裝技術(shù)要素、納米包裝信息。
　　3、納米包裝材料：就是分散相尺寸為1-100nm納米顆粒或晶體與其他包裝材料合成或添加制成的納米復(fù)合包裝材料的體系。
　　4、納米包裝的研究對(duì)象和任務(wù)是：研究納米包裝物在物流過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和規(guī)律，納米包裝物的物性功能變化的規(guī)律與制備技術(shù)；研究納米包裝與多學(xué)科的關(guān)系，從而，提出全新的包裝概念，改進(jìn)和創(chuàng)造新的包裝技術(shù)，包裝技術(shù)和裝璜技術(shù)，縮短現(xiàn)有包裝企業(yè)與納米包裝的工程化，產(chǎn)業(yè)化和商品化和進(jìn)程。
　　六、納米包裝印刷的應(yīng)用和研究
　　1、納米復(fù)合包裝材料
　　隨著21世紀(jì)包裝對(duì)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、高阻包裝技術(shù)的發(fā)展。由納米材料復(fù)合而成的納米包裝材料就成了我們所需要的一類(lèi)高新材料，它不僅大提高了原材料的性能并賦予新的功能，而且亦拓展了原材料的應(yīng)用范圍和美好前景，亦節(jié)省了稀缺資源。
　　2、納米型抗菌包裝材料
　　抗菌包裝材料已成為熱門(mén)話題。日本在包裝材料中添加一種新型無(wú)機(jī)抗菌劑，在聚烯烴薄膜中加入抗菌劑和增效劑制成的。目前應(yīng)用較廣的是抗菌薄膜。純天然的基礎(chǔ)材料在納米技術(shù)的改造下，能夠發(fā)揮出驚人的殺菌效果，抗菌、無(wú)菌包裝，能使菌體變發(fā)型或沉淀，一旦遇到水，便會(huì)對(duì)細(xì)菌發(fā)揮更強(qiáng)的殺傷力，且吸附能力強(qiáng)，滲透力也很強(qiáng)，多次洗滌后也還有較強(qiáng)的抗菌作用。
　　3、納米功能（智能）包裝材料
　　目前研制的智能包裝材料，通常是用光電、溫敏、濕敏等功能材料與包裝材料復(fù)合制成的，它可以識(shí)別和指示包裝空間的溫度、濕度、壓力以及密封的程度、時(shí)間等一些重要參數(shù)，這是一種很有發(fā)展前景的功能包裝材料，有防止變色型、防銹型、防霉型、保鮮型、且部分采用復(fù)合功能材料比全部使用復(fù)合功能包裝材料好，為了使用方便，通常制成功能袋或片材。
　　4、納米包裝材料的改性技術(shù)
　　納米粒子添加到塑料中不僅起到補(bǔ)強(qiáng)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(qiáng)度和韌性、防水性能都大大提高，因此可作為特殊用途的高級(jí)塑料包裝薄膜。
　　有的國(guó)家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(zhǎng)，性能大為提高。日本還試驗(yàn)把氧化鋁AL2O3納米顆粒加入到普通玻璃中既不影響透明度又提高了高溫沖擊韌性；半導(dǎo)體納米微粒（砷化鎵、鍺、硅）放入玻璃中或有機(jī)高聚物中，提高了三價(jià)非線性系數(shù)。
　　5、納米涂層材料
　　二元協(xié)同納米界面材料是力求將二元協(xié)同推廣到納米界面，研討新型界面物性，超雙疏界面物性材料，（或稱(chēng)超雙親納米材料）其基本原理是在特定的表面上建造納米尺寸幾何形狀互補(bǔ)的（如凸與凹相間）界面結(jié)構(gòu)，其低凹的表面可使吸附氣體原子、分子穩(wěn)定存在，在宏觀表面上相當(dāng)于有一層穩(wěn)定的氣體薄膜，使油或水無(wú)法與材料的表面直接接觸，從而使材料的表面呈現(xiàn)超常的雙疏性。這時(shí)水滴或油滴與界面的接觸角趨于最大值。在包裝材料領(lǐng)域，紙張制品、紙箱、薄膜等也都獲得奇異的超疏油效果。
　　完全的納米涂覆材料現(xiàn)已在軍事上有所應(yīng)用，借助于傳統(tǒng)的涂覆技術(shù)添加少量的納米材料或線形成納米顆粒，可使傳統(tǒng)的涂層的功能得到升級(jí)，添入納米材料可提高硬度、減少摩擦形成的自潤(rùn)化性，并提高耐高溫、抗氧化和抗老化性。還可產(chǎn)生抗菌、保潔效果。
　　6、納米粘合劑和密封膠
　　粘合劑和密封膠是包裝領(lǐng)域中的重要產(chǎn)品，使用范圍很廣。國(guó)外已將納米SiO2作為添加劑加入到粘合劑和密封膠中，使粘合劑的粘結(jié)效果和密封膠的密封性都大提高，其作用機(jī)理是在納米SiO2的表面包覆一層有機(jī)材料，使之具有親水性。