納米技術(shù)助推一個(gè)全新高科技產(chǎn)業(yè)

微米技術(shù)的出現帶來(lái)了數次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命帶來(lái)了蒸汽機、拖拉機等，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(lèi)進(jìn)入計算機信息時(shí)代。有人預言，未來(lái)的工業(yè)革命都將與納米技術(shù)有著(zhù)密切的聯(lián)系，它將給人類(lèi)帶來(lái)更方便，更美好的新生活。

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

2001年，江澤民曾在接見(jiàn)“國際納米材料高層論壇與技術(shù)應用研討會(huì )”的代表時(shí)強調：“材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎和先導，誰(shuí)先掌握了新材料，誰(shuí)就掌握了21世紀高新技術(shù)競爭的主導權。納米材料是新材料的主要組成部分，被認為是新世紀新材料發(fā)展的重要標志，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)施科技規劃綱要、增強自主創(chuàng )新能力的決定》中提出為抓住和用好本世紀頭20年發(fā)展的重要戰略機遇期，已將納米、新材料等戰略領(lǐng)域列入國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展組織實(shí)施規劃綱要。超前部署，加大投入力度，增強科技和經(jīng)濟持續發(fā)展的后勁。世間任何物質(zhì)都由一定的化學(xué)分子結構構成。以往的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)總是體現為對物質(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(lái)，人類(lèi)對物質(zhì)世界的改造進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域，它代表人們的認識上了一個(gè)新的層次：從微米進(jìn)入到納米。人類(lèi)可以在微觀(guān)世界的范圍內，按照自己的意愿操縱單個(gè)原子和分子，對其進(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、納米設備等嶄新的生產(chǎn)領(lǐng)域�？茖W(xué)家們預言，21世紀將是“納米科技時(shí)代”。

納米技術(shù)是指在0.1納米～100納米范圍內對物質(zhì)和生命進(jìn)行研究和應用的科學(xué)技術(shù)。它使人類(lèi)認識和改造物質(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(wàn)個(gè)原子的超細微粒——納米微粒，并把它作為基本構成組元，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，納米材料和納米結構的研究，以及在改善傳統材料的綜合性能的研究；第二，設計、制作新型納米結構和器件，以推動(dòng)信息、能源、環(huán)境、醫療、農業(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技術(shù)的實(shí)踐應用。

納米技術(shù)為人類(lèi)揭示了一個(gè)可見(jiàn)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造出具特定功能的產(chǎn)品。人們普遍認為，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)生深遠影響。同時(shí)也將導致一個(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)域的應用成果

科學(xué)預言：納米時(shí)代的到來(lái)不會(huì )很久，它的未來(lái)的應用將遠遠超過(guò)計算機工業(yè)。于細微處見(jiàn)神奇，知微見(jiàn)著(zhù)的納米科技將徹底改變目前的產(chǎn)業(yè)結構，并孕育巨大的商機。在我國，企業(yè)家對納米材料和技術(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)的應用開(kāi)發(fā)，已經(jīng)到了實(shí)際應用的階段(如納米高檔油墨、納米抗菌包裝、納米塑料包裝、納米復合材料、納米防偽印刷，還可應用于造紙、復印紙張、軍用包裝等領(lǐng)域)，對傳統包裝產(chǎn)品的更新?lián)Q代及未來(lái)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。

新的世紀，隨著(zhù)新技術(shù)和新科技的不斷發(fā)展，人們對包裝提出了更高的要求，功能性包裝材料的開(kāi)發(fā)和研究越來(lái)越受到人們的重視。納米科技的出現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)展和應用。“納米包裝”是一種新興技術(shù)，目前尚無(wú)確切定義。參照其它納米技術(shù)，可以認為，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功能或特異特性的一類(lèi)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合制成的納米復合包裝材料，按結構可分為4類(lèi)：晶粒尺寸至少在一個(gè)方向上在幾個(gè)納米范圍內者稱(chēng)為三維(3)納米材料；具有層狀結構者稱(chēng)為二維(2)納米材料；具有纖維結構者稱(chēng)為一維(1)納米材料；具有原子簇和原子束結構者稱(chēng)為零維(0)納米材料。對零維、一維和二維的基本單元分別又有量子點(diǎn)、量子線(xiàn)和量子之稱(chēng)。由于納米級晶粒比常規材料的晶粒細小，因而其晶界上的原子數多于晶粒內部的原子數，形成高濃度晶界。尺寸下降使納米體系包含的原子數大大降低，宏觀(guān)固定的準連續能帶消失了，而表現為分立的能級。量子尺寸效益十分顯著(zhù)，鍵態(tài)嚴重失配，出現許多活性中心，從而賦予納米材料以許多不同于常規材料的性能，諸如高強度、高硬度、高電阻率、低熱導率、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用前景。利用納米微粒的特性，人們可以把過(guò)去難以實(shí)現的有序相和無(wú)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世紀將會(huì )有新的突破。

自1991年Gleiter等人率先制得納米材料以來(lái)，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，納米材料有了長(cháng)足的進(jìn)步。如今納米材料種類(lèi)較多，按其材質(zhì)分類(lèi)有納米金屬材料、納米陶瓷材料、納米半導體材料、納米復合材料、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，又可以在常規下進(jìn)行加工，還具有較高的表面光澤度，為人們的應用提供了良好的基礎。