納米技術(shù)是本世紀一項影響深遠的高新技術(shù)。它的出現催生了一大批新學(xué)科。如納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米材料學(xué)等等。納米技術(shù)的研究對象是1~100ｎｍ尺度的物質(zhì)或結構，其中包括納米材料的制造與加工技術(shù)、特性與應用技術(shù)、表征與測量技術(shù)等。所謂“納米”，其實(shí)就是一個(gè)長(cháng)度的度量單位，不過(guò)這單位非常細小而已。1nm＝10－9m，即１０億分之一米。人們研究發(fā)現，處于納米尺度的物質(zhì)，由于它的小尺寸效應、表面和界面效應以及量子效應等原因，它們（納米粒子、納米線(xiàn)、納米薄膜）在聲、光、電、磁和力學(xué)等諸多方面均表現出了一系列與眾不同的特異性能。例如，普通的金屬在常溫下大都為固體，就像金、銀、銅、鐵那樣，它們的熔點(diǎn)都很高。而處于納米狀態(tài)的金屬情況則不然，倘若將金納米粒子放于手心，我們便可發(fā)現，該粒子就會(huì )像冰一樣融化成為糊狀。再者，有些金屬納米粒子，即使在通常的空氣中也會(huì )因強烈氧化而自燃。
　　眾所周知，普通油墨是一種復雜的高分子組成物，它具有特定的黏度和優(yōu)良的印刷適性。其中主要成分是顏料（染料）、高分子黏結劑、溶劑和少量添加劑等組合而成。成墨時(shí)，人們將上述各組分按一定比例，放入專(zhuān)用設備中，經(jīng)充分分散，制得均勻的有一定黏度和觸變性的印刷油墨。納米油墨的組成和制造方法與普通油墨沒(méi)有什么不同。如果有差別的話(huà)，那僅僅是這兩種油墨所采用的“顏料”粒子，在粒徑方面有很大差異。普通油墨的顏料粒徑為微米（μｍ）級，而納米油墨的“顏料”粒徑是納米級。兩者大小相差約1000倍。有特異性能的納米“顏料”的引入，會(huì )給其油墨制造工藝帶來(lái)某些環(huán)節的適度改變，這一點(diǎn)人們也是可以理解的。納米油墨和普通油墨雖然都用于產(chǎn)品的印刷，但是，前者主要是側重于特種功能方面的應用，而后者往往用于單色或彩色印刷物的印刷。
　　最近，納米油墨雖然剛剛嶄露頭角，然而，它在電子部件的加工與安裝、高檔產(chǎn)品的裝飾與裝潢、醫藥方面的除菌與檢測以及特種產(chǎn)品的防偽印刷等領(lǐng)域，已初步顯現出了優(yōu)異的性能和巨大的吸引力。本文重點(diǎn)闡述的是金屬納米油墨及其在電子領(lǐng)域的應用技術(shù)，另外，對相關(guān)理論問(wèn)題也作了扼要的探討。
        一、金屬納米油墨
　　如上所述，納米粒子是納米油墨的核心組分。被用于油墨的納米粒子從其屬性來(lái)看，既可以是有機的，也可以是無(wú)機的；既可以是金屬的，也可以是非金屬的；或者是它們的氧化物等。根據油墨應用領(lǐng)域的不同，人們可以自由加以選擇。用于納米油墨的納米粒子，其粒徑以數納米為宜。需要說(shuō)明的是，納米粒子的粒徑常常指的是平均值，即使對同一個(gè)生產(chǎn)批號的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，每個(gè)粒子的粒徑很難做到完全一致，而僅僅是大小分布不同的集合體。這里需要強調指出的是，不是所有的納米粒子都能當做納米油墨的“顏料”來(lái)使用。原因很簡(jiǎn)單：普通納米粒子表面活性大、能量高，粒子在群體中十分容易發(fā)生“團聚”現象，一旦出現粒子間的團聚，用一般的方法很難將它們分散開(kāi)來(lái)。納米油墨用的納米粒子有特殊的要求，即每個(gè)粒子都應具備單分散性，這是納米油墨能否制造成功的技術(shù)關(guān)鍵所在。
        １．單分散納米粒子
　　納米粒子所具有的典型特性是粒子粒徑極其細小，而表面積又非常大，伴隨著(zhù)其粒子表面能的陡增，熔點(diǎn)則大幅度下降。如在常態(tài)下，金的熔點(diǎn)為1063℃，然而，當固體的金變?yōu)橹睆?nm的金納米粒子后，熔點(diǎn)則發(fā)生了顯著(zhù)變化，它已從1063℃下降至臨近室溫的程度。人們利用這一特性，即使在很低的溫度下，也能輕易地將其燒結成金屬導體。
　　單分散納米粒子與普通納米粒子的根本區別在于，前者表面已被一層薄薄的特殊包覆劑所包覆，這樣，粒子的表面活性和其熔點(diǎn)下降的特性被暫時(shí)抑制在一個(gè)適度的范圍內。哪怕在溶劑或樹(shù)脂溶液中，它也能始終保持均勻分散的特性。換句話(huà)說(shuō)，即該粒子的單分散穩定性十分優(yōu)秀。這正是納米油墨制造或儲存中所熱切企盼的。而普通納米粒子卻完全不同，其表面不存在任何保護膜的保護，而是直接裸露于外界，原來(lái)所具有的過(guò)大的表面活性和過(guò)高的表面能使粒子始終處于一種不穩定狀態(tài)，粒子與粒子之間就很容易相互團聚在一起。
　　金屬納米粒子的制造方法大體有物理法和化學(xué)法兩大類(lèi)。作為物理法之一的蒸發(fā)法是在充滿(mǎn)惰性氣體的容器中，將金屬加至熔融狀態(tài)，令汽化后的金屬迅速凝固成金屬納米粒子。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，缺點(diǎn)是納米粒子的連續生產(chǎn)性差。用化學(xué)方法生產(chǎn)金屬納米粒子，可分干法和濕法兩種，不管是前者或后者，它們各自的產(chǎn)物純度都不太高，往往夾帶有少量的堿或硫化物等雜質(zhì)。對此，不得不增設復雜的純化處理工序，以便提純剛剛生產(chǎn)的金屬納米粒子�；瘜W(xué)方法雖然能連續批量生產(chǎn)，但其產(chǎn)品因提純后的總成本過(guò)高�？傊�，要想獲得高純度的金屬納米粒子，認真比較和慎重選擇最合理的工藝方法是十分必要的。 
        ２．金屬納米油墨的組成及其特性
　　如前所述，金屬納米油墨是由金屬納米粒子（單分散粒子）、樹(shù)脂、溶劑、添加劑等，按一定比例均勻分散而成。表１列出的是金屬納米油墨的組成及其特性。
 　　金屬納米粒子是油墨中最重要的組分之一，它是使印刷圖形具有導電性的惟一源泉。其導電性的好壞主要取決于納米粒子的金屬屬性，即金屬的固有電阻越小，導電性越好，反之則導電性差。如銀、銅、金等的導電性都不錯，理論上講，它們的納米粒子都能作為納米油墨原料來(lái)應用。然而，在實(shí)際配墨應用中并非盡然，因為我們還不得不考慮所用金屬的化學(xué)活潑性如何。銅等金屬化學(xué)活潑性相對過(guò)大，其粒子，尤其是納米粒子在空氣中極易被氧化而失去金屬的特性，目前要解決這個(gè)問(wèn)題，從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，尚有一定難度。故銅納米粒子用于納米油墨的實(shí)際例子至今尚未看到報道。與此相反，金和銀的化學(xué)性質(zhì)穩定，導電性也好，故它們的納米粒子就成為今天金屬納米油墨首先選用的主要原料。
　　熱固化性樹(shù)脂作為金屬納米油墨另一個(gè)重要組分，它的作用有二：一是將單分散金屬納米粒子納入樹(shù)脂體系中，成為均一的有一定黏度和印刷適性的樹(shù)脂組成物；二是給油墨賦予某種黏結功能，以便印墨能牢固地附著(zhù)在被印基材上。因此，樹(shù)脂的化學(xué)結構和分子量大小非常關(guān)鍵，不能疏忽。常用的樹(shù)脂有丙烯酸酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂等。人們可根據不同印刷基材選擇相應化學(xué)結構的高分子樹(shù)脂是很有必要的。溶劑在油墨中的主要作用：一是用于溶解固體樹(shù)脂，使其成為樹(shù)脂溶液，以便配墨；二是作稀釋劑用，以調節油墨黏度來(lái)適應印刷的要求。當樹(shù)脂被選定以后，采用什么溶劑為宜？這里要看樹(shù)脂與溶劑的溶解度參數，如果這兩個(gè)參數比較接近，說(shuō)明該溶劑是這一樹(shù)脂的良溶劑，即溶解性能好。相反則不能選擇作為該樹(shù)脂的溶劑來(lái)使用。較常用的有機溶劑有甲苯、二甲苯、環(huán)己酮、丁酮、雙丙酮醇、乙二醇醚及某些高級烷烴等。當今，各國都非常重視環(huán)境與人、環(huán)境與社會(huì )的相互關(guān)系，溶劑的毒性及其對周邊環(huán)境的影響是必須考慮的重大問(wèn)題�！　�
        為了改善油墨的某些性能、提高油墨的質(zhì)量，往往還要選用少量的添加劑。如表面活性劑、流平劑、增塑劑和消泡劑等。銀納米油墨和普通導電銀墨雖然都用于導電印刷，但由于使用的導電粒子不同，這兩種油墨的性能和應用也有明顯的區別。
        ３．混合銀墨（銀粉＋銀納米粒子）
　　普通導電銀墨，常常用于薄膜開(kāi)關(guān)和薄膜電路的導電印刷。然而，在面對傳輸速度更快、性能要求更高的電子產(chǎn)品的印刷時(shí)，普通銀墨在導電性和可靠性?xún)煞矫娑即嬖谳^大缺陷，不能滿(mǎn)足這類(lèi)電子產(chǎn)品對油墨的更高要求，誠然我們可以選擇銀納米油墨來(lái)完成這項任務(wù)，但是，倘若產(chǎn)品并沒(méi)有超精細印刷要求時(shí)，就匆忙選用銀納米油墨來(lái)印刷，從經(jīng)營(yíng)管理角度看是不恰當的。原因是這意味著(zhù)選用的原料性能過(guò)剩，即人們常說(shuō)的“大馬拉小車(chē)”，是種不必要的浪費現象。對此，人們開(kāi)發(fā)了一種用少量銀納米粒子改性金屬銀粉（片狀或球形）并制得被稱(chēng)為混合銀墨的新產(chǎn)品。該產(chǎn)品非常適合高導電性、高可靠性而又無(wú)特殊精細要求的電子產(chǎn)品的印刷加工。表３列出了該墨的組成及其特性。
 　　在混合銀墨中，銀的總含量對該墨的導電性有大的影響，實(shí)驗表明銀含量在油墨固體組分中占 ８０％～９５％ 為好。銀含量過(guò)少，墨的導電性不充分；反之，銀量過(guò)大也會(huì )因其他原因導致該墨的導電性受到損害。當銀含量為８５％ 時(shí)，該墨體積電阻在 １０ ×１０－６　 Ω ｃｍ 以?xún)�，銀含量上升至９０％時(shí)，體積電阻降到最小值，即６×１０－６　Ω ｃｍ。在此之后，隨著(zhù)油墨中銀量的遞增，其體積電阻不但不隨之降低，相反則逐漸增大。這里的原因可以這樣來(lái)解釋?zhuān)寒斈�中銀量的增加達最大值后，換句話(huà)說(shuō)，即樹(shù)脂黏合劑（連接料）的百分含量已達最低限度。這時(shí)，樹(shù)脂含量的進(jìn)一步減少（銀含量繼續增加），墨膜在干燥后的燒結中，其均一性就會(huì )出現問(wèn)題,即墨膜內部漸漸產(chǎn)生一些細小的裂縫，從而阻礙了電子在墨膜內部順利通過(guò)。
　　 在混合銀墨中，銀納米粒子在銀的總含量中占多大比例為好，實(shí)踐表明，它占 １０％～２０％的比例為宜。過(guò)少改性效果不明顯，過(guò)多又會(huì )造成不必要的浪費。需要注意的是，在我們配制混合銀墨時(shí)，除了應考慮銀的百分含量外，選用什么類(lèi)型的樹(shù)脂結構，其分子量大小如何，以及引用哪些添加劑和混合溶劑等，均會(huì )影響該墨的印刷適性（黏度、觸變性、附著(zhù)力以及干燥固化特性等）。
　　從數據的對比看，混合銀墨的可靠性明顯高于普通銀墨。如果對印刷圖形沒(méi)有特殊的精細度要求時(shí)，對高導電性、高可靠性電子部件的印刷，無(wú)疑選擇混合銀墨是最適宜不過(guò)的了。還有一點(diǎn)需要提示的是，混合銀墨因成本相對較低，而導電性和可靠性又獲得大的改善（與普通銀墨比較），用該墨通過(guò)網(wǎng)印方法還可在眾多領(lǐng)域得到應用：⑴在耐熱的有機基板上網(wǎng)印電子回路；⑵在復合基板上形成 ＢＶＨ；⑶微小電極零部件的印刷黏結；⑷ 除 以上用途外，凡是 可 以 用 低溫（２ ０ ０ ～２５０　℃）燒結而 得 到 高 導電性、高可靠性電 子 部 件種種用途，都 可 以 采 用混 合 銀 墨 通過(guò) 網(wǎng) 印 來(lái) 實(shí)現。