納米技術(shù)助推一個(gè)全新高科技產(chǎn)業(yè)

微米技術(shù)的出現(xiàn)帶來了數(shù)次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命帶來了蒸汽機(jī)、拖拉機(jī)等，第二次工業(yè)革命造就了電力時(shí)代，第三次工業(yè)革命使人類進(jìn)入計(jì)算機(jī)信息時(shí)代。有人預(yù)言，未來的工業(yè)革命都將與納米技術(shù)有著密切的聯(lián)系，它將給人類帶來更方便，更美好的新生活。

在納米科技誕生之初，就有許多專家預(yù)測(cè)，納米科技必將成為21世紀(jì)的主導(dǎo)新技術(shù)之一。STM(scanningtunnelingmicroscopy，掃描隧道電子顯微鏡)的發(fā)明者之一、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者H.Rohrer博士曾說過：“150年前，微米成為新的精度標(biāo)準(zhǔn)，奠定了工業(yè)革命的基礎(chǔ)。最早學(xué)會(huì)使用微米科技的國家，都在工業(yè)發(fā)展中占據(jù)了巨大的優(yōu)勢(shì)。同樣，未來的科技將屬于那些明智地接受納米作為新標(biāo)準(zhǔn)并首先學(xué)習(xí)和使用的國家。”

2001年，江澤民曾在接見“國際納米材料高層論壇與技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)”的代表時(shí)強(qiáng)調(diào)：“材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，誰先掌握了新材料，誰就掌握了21世紀(jì)高新技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的主導(dǎo)權(quán)。納米材料是新材料的主要組成部分，被認(rèn)為是新世紀(jì)新材料發(fā)展的重要標(biāo)志，受到全世界的關(guān)注，將成為今后二三十年科技發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)。”

2006年1月26日，中共中央、國務(wù)院《關(guān)于實(shí)施科技規(guī)劃綱要、增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的決定》中提出為抓住和用好本世紀(jì)頭20年發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，已將納米、新材料等戰(zhàn)略領(lǐng)域列入國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展組織實(shí)施規(guī)劃綱要。超前部署，加大投入力度，增強(qiáng)科技和經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的后勁。世間任何物質(zhì)都由一定的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)構(gòu)成。以往的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)總是體現(xiàn)為對(duì)物質(zhì)形態(tài)的改變或化和分解。但是，從1990年納米技術(shù)正式誕生以來，人類對(duì)物質(zhì)世界的改造進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域，它代表人們的認(rèn)識(shí)上了一個(gè)新的層次：從微米進(jìn)入到納米。人類可以在微觀世界的范圍內(nèi)，按照自己的意愿操縱單個(gè)原子和分子，對(duì)其進(jìn)行新的組合形成新的物質(zhì)，由此產(chǎn)生了納米材料、納米裝置、納米設(shè)備等嶄新的生產(chǎn)領(lǐng)域。科學(xué)家們預(yù)言，21世紀(jì)將是“納米科技時(shí)代”。

納米技術(shù)是指在0.1納米～100納米范圍內(nèi)對(duì)物質(zhì)和生命進(jìn)行研究和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。它使人類認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)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進(jìn)行生產(chǎn)，制造出含幾十個(gè)到幾萬個(gè)原子的超細(xì)微粒——納米微粒，并把它作為基本構(gòu)成組元，排列成納米固體材料。納米材料是材料家族中的新成員，是一種性能優(yōu)異的新型材料，納米材料表現(xiàn)出既不同于單個(gè)原子、分子的性質(zhì)，也不同于大塊物質(zhì)的性質(zhì)，它具有意想不到的性質(zhì)。

當(dāng)代納米技術(shù)的研究領(lǐng)域集中在三個(gè)方面：第一，納米材料和納米結(jié)構(gòu)的研究，以及在改善傳統(tǒng)材料的綜合性能的研究；第二，設(shè)計(jì)、制作新型納米結(jié)構(gòu)和器件，以推動(dòng)信息、能源、環(huán)境、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)及航天技術(shù)的革新和發(fā)展；第三，納米加工和納米探測(cè)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。

納米技術(shù)為人類揭示了一個(gè)可見的原子一分子世界。作為一個(gè)嶄新的學(xué)科，它已在納米電子學(xué)、納米生物學(xué)、納米材料學(xué)和納米機(jī)械學(xué)等領(lǐng)域形成了成熟的研究課題。最終目的是直接以原子和分子構(gòu)造出具特定功能的產(chǎn)品。人們普遍認(rèn)為，納米技術(shù)將會(huì)在信息技術(shù)和生命科學(xué)技術(shù)方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。同時(shí)也將導(dǎo)致一個(gè)全新高科技產(chǎn)業(yè)的誕生。

納米技術(shù)在包裝印刷領(lǐng)域的應(yīng)用成果

科學(xué)預(yù)言：納米時(shí)代的到來不會(huì)很久，它的未來的應(yīng)用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計(jì)算機(jī)工業(yè)。于細(xì)微處見神奇，知微見著的納米科技將徹底改變目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，并孕育巨大的商機(jī)。在我國，企業(yè)家對(duì)納米材料和技術(shù)的關(guān)注，為納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成注入了新的活力。特別是納米技術(shù)和材料在包裝印刷行業(yè)的應(yīng)用開發(fā)，已經(jīng)到了實(shí)際應(yīng)用的階段(如納米高檔油墨、納米抗菌包裝、納米塑料包裝、納米復(fù)合材料、納米防偽印刷，還可應(yīng)用于造紙、復(fù)印紙張、軍用包裝等領(lǐng)域)，對(duì)傳統(tǒng)包裝產(chǎn)品的更新?lián)Q代及未來新型包裝材料的發(fā)展和性能提高將產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。

世界上每年消耗的包裝材料用去大量的資源，為此，在提高包裝材料性能的同時(shí)，降低材料消耗和減少加工成本，始終是包裝印刷制造行業(yè)追求的目標(biāo)。

新的世紀(jì)，隨著新技術(shù)和新科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)包裝提出了更高的要求，功能性包裝材料的開發(fā)和研究越來越受到人們的重視。納米科技的出現(xiàn)為人們提供了全新的思路和技術(shù)支持。納米阻隔材料、納米防靜電材料、納米隱身材料、納米抗菌材料和納米涂料等新型材料將逐漸在包裝領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。“納米包裝”是一種新興技術(shù)，目前尚無確切定義。參照其它納米技術(shù)，可以認(rèn)為，所謂“納米包裝”是一種新興納米技術(shù)，采用納米材料，從而使包裝具有超級(jí)功能或特異特性的一類包裝總匯。

納米包裝材料，就是用晶粒尺寸為1nm～100nm的單晶體或多晶體材料與其它包裝材料復(fù)合制成的納米復(fù)合包裝材料，按結(jié)構(gòu)可分為4類：晶粒尺寸至少在一個(gè)方向上在幾個(gè)納米范圍內(nèi)者稱為三維(3)納米材料；具有層狀結(jié)構(gòu)者稱為二維(2)納米材料；具有纖維結(jié)構(gòu)者稱為一維(1)納米材料；具有原子簇和原子束結(jié)構(gòu)者稱為零維(0)納米材料。對(duì)零維、一維和二維的基本單元分別又有量子點(diǎn)、量子線和量子之稱。由于納米級(jí)晶粒比常規(guī)材料的晶粒細(xì)小，因而其晶界上的原子數(shù)多于晶粒內(nèi)部的原子數(shù)，形成高濃度晶界。尺寸下降使納米體系包含的原子數(shù)大大降低，宏觀固定的準(zhǔn)連續(xù)能帶消失了，而表現(xiàn)為分立的能級(jí)。量子尺寸效益十分顯著，鍵態(tài)嚴(yán)重失配，出現(xiàn)許多活性中心，從而賦予納米材料以許多不同于常規(guī)材料的性能，諸如高強(qiáng)度、高硬度、高電阻率、低熱導(dǎo)率、低彈性模量、低密度、高阻隔形等，這些性能決定了它今后廣泛的應(yīng)用前景。利用納米微粒的特性，人們可以把過去難以實(shí)現(xiàn)的有序相和無序相，合成原子排列狀態(tài)完全不同的兩種或多種物質(zhì)的復(fù)合材料。納米合成為發(fā)展新型材料提供新的途徑，非平衡動(dòng)態(tài)的材料工藝學(xué)在21世紀(jì)將會(huì)有新的突破。

自1991年Gleiter等人率先制得納米材料以來，經(jīng)過十多年的發(fā)展，納米材料有了長足的進(jìn)步。如今納米材料種類較多，按其材質(zhì)分類有納米金屬材料、納米陶瓷材料、納米半導(dǎo)體材料、納米復(fù)合材料、納米聚合材料等。它們或多或少在包裝領(lǐng)域有所應(yīng)用，例如納米高阻隔密封包裝材料、納米防靜電包裝材料，既有比原材料好的性能，又可以在常規(guī)下進(jìn)行加工，還具有較高的表面光澤度，為人們的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。