纳米新包装助力高新科技产业

    有人预言,未来的工业革命都将与纳米技术有着密切的联系,它将给人类带来更方便,更美好的新生活。

        在纳米科技诞生之初,就有许多专家预测,纳米科技必将成为21世纪的主导新技术之一。STM的发明者之一、诺贝尔奖获得者H.Rohrer博士曾说过:“150年前,微米成为新的精度标准,奠定了工业革命的基础。最早学会使用微米科技的国家,都在工业发展中占据了巨大的优势。同样,未来的科技将属于那些明智地接受纳米作为新标准并首先学习和使用的国家。”

        2001年,江泽民曾在接见“国际纳米材料高层论坛与技术应用研讨会”的代表时强调:“材料是人类赖以生存和发展的物质基础和先导,谁先掌握了新材料,谁就掌握了21世纪高新技术竞争的主导权。纳米材料是新材料的主要组成部分,被认为是新世纪新材料发展的重要标志,受到全世界的关注,将成为今后二三十年科技发展的主导技术。”

        2006年1月26日,中共中央、国务院《关于实施科技规划纲要、增强自主创新能力的决定》中提出为抓住和用好本世纪头20年发展的重要战略机遇期,已将纳米、新材料等战略领域列入国家中长期科学和技术{HotTag}发展组织实施规划纲要。超前部署,加大投入力度,增强科技和经济持续发展的后劲。世间任何物质都由一定的化学分子结构构成。以往的工业生产活动总是体现为对物质形态的改变或化和分解。但是,从1990年纳米技术正式诞生以来,人类对物质世界的改造进入一个全新的领域,它代表人们的认识上了一个新的层次:从微米进入到纳米。人类可以在微观世界的范围内,按照自己的意愿操纵单个原子和分子,对其进行新的组合形成新的物质,由此产生了纳米材料、纳米装置、纳米设备等崭新的生产领域。科学家们预言,21世纪将是“纳米科技时代”。

        纳米技术是指在0.1纳米~100纳米范围内对物质和生命进行研究和应用的科学技术。它使人类认识和改造物质世界的手段和能力直接延伸到分子和原子,直接利用分子和原子进行生产,制造出含几十个到几万个原子的超细微粒——纳米微粒,并把它作为基本构成组元,排列成纳米固体材料。纳米材料是材料家族中的新成员,是一种性能优异的新型材料,纳米材料表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物质的性质,它具有意想不到的性质。

        当代纳米技术的研究领域集中在三个方面:第一,纳米材料和纳米结构的研究,以及在改善传统材料的综合性能的研究;第二,设计、制作新型纳米结构和器件,以推动信息、能源、环境、医疗、农业及航天技术的革新和发展;第三,纳米加工和纳米探测技术的实践应用。

        纳米技术为人类揭示了一个可见的原子一分子世界。作为一个崭新的学科,它已在纳米电子学、纳米生物学、纳米材料学和纳米机械学等领域形成了成熟的研究课题。最终目的是直接以原子和分子构造出具特定功能的产品。人们普遍认为,纳米技术将会在信息技术和生命科学技术方面产生深远影响。同时也将导致一个全新高科技产业的诞生。

        纳米技术在包装印刷领域的应用成果

        科学预言:纳米时代的到来不会很久,它的未来的应用将远远超过计算机工业。于细微处见神奇,知微见著的纳米科技将彻底改变目前的产业结构,并孕育巨大的商机。在我国,企业家对纳米材料和技术的关注,为纳米技术产业的形成注入了新的活力。特别是纳米技术和材料在包装印刷行业的应用开发,已经到了实际应用的阶段,对传统包装产品的更新换代及未来新型包装材料的发展和性能提高将产生积极的促进作用。

        世界上每年消耗的包装材料用去大量的资源,为此,在提高包装材料性能的同时,降低材料消耗和减少加工成本,始终是包装印刷制造行业追求的目标。

        新的世纪,随着新技术和新科技的不断发展,人们对包装提出了更高的要求,功能性包装材料的开发和研究越来越受到人们的重视。纳米科技的出现为人们提供了全新的思路和技术支持。纳米阻隔材料、纳米防静电材料、纳米隐身材料、纳米抗菌材料和纳米涂料等新型材料将逐渐在包装领域得到发展和应用。“纳米包装”是一种新兴技术,目前尚无确切定义。参照其它纳米技术,可以认为,所谓“纳米包装”是一种新兴纳米技术,采用纳米材料,从而使包装具有超级功能或特异特性的一类包装总汇。

        纳米包装材料,就是用晶粒尺寸为1nm~100nm的单晶体或多晶体材料与其它包装材料复合制成的纳米复合包装材料,按结构可分为4类:晶粒尺寸至少在一个方向上在几个纳米范围内者称为三维纳米材料;具有层状结构者称为二维纳米材料;具有纤维结构者称为一维纳米材料;具有原子簇和原子束结构者称为零维纳米材料。对零维、一维和二维的基本单元分别又有量子点、量子线和量子之称。由于纳米级晶粒比常规材料的晶粒细小,因而其晶界上的原子数多于晶粒内部的原子数,形成高浓度晶界。尺寸下降使纳米体系包含的原子数大大降低,宏观固定的准连续能带消失了,而表现为分立的能级。量子尺寸效益十分显著,键态严重失配,出现许多活性中心,从而赋予纳米材料以许多不同于常规材料的性能,诸如高强度、高硬度、高电阻率、低热导率、低弹性模量、低密度、高阻隔形等,这些性能决定了它今后广泛的应用前景。利用纳米微粒的特性,人们可以把过去难以实现的有序相和无序相,合成原子排列状态完全不同的两种或多种物质的复合材料。纳米合成为发展新型材料提供新的途径,非平衡动态的材料工艺学在21世纪将会有新的突破。

        自1991年Gleiter等人率先制得纳米材料以来,经过十多年的发展,纳米材料有了长足的进步。如今纳米材料种类较多,按其材质分类有纳米金属材料、纳米陶瓷材料、纳米半导体材料、纳米复合材料、纳米聚合材料等。它们或多或少在包装领域有所应用,例如纳米高阻隔密封包装材料、纳米防静电包装材料,既有比原材料好的性能,又可以在常规下进行加工,还具有较高的表面光泽度,为人们的应用提供了良好的基础。

     来源:中国包装网

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