一、納米技術(shù)概要
　　納米技術(shù)（N an o－s t）是科學(xué)家在20世紀(jì)50年代提出的構(gòu)想，80年代末期剛剛誕生，是一門正在崛起的嶄新科技。
　　納米技術(shù)是指在納米范圍（10－9～－7 m）內(nèi)，也即十億分之一米的微觀范圍內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然，通過直接操作和安排原子、分子創(chuàng)造新物質(zhì)的技術(shù)與方法。
　　納米技術(shù)是人類從微觀層次上探索世界奧秘的手段與武器。它所研究的領(lǐng)域是人類過去很少涉及的微領(lǐng)域，從而開辟了人類認(rèn)識(shí)世界的新層次。納米技術(shù)以空前的分辨率為人類揭示了一個(gè)可見的原子、分子世界，它的最終目標(biāo)是直接以原子和分子來(lái)制造具有特定功能的產(chǎn)品。納米技術(shù)探索和研究的微觀世界僅限于人類已經(jīng)探索的宏觀與微觀中間的層次，也就是僅限于原子與分子之間，而不是傳統(tǒng)科學(xué)中的微觀———比原子更小的基本粒子，比如中子、介子、質(zhì)子、超子等。在微觀的時(shí)空內(nèi)，上限為一般定義的原子和分子，但下限卻是無(wú)窮無(wú)盡的。在原子、分子和宏觀物體之間的中間領(lǐng)域是人們尚未認(rèn)識(shí)和開拓的“處女地”，當(dāng)前的納米技術(shù)就是在于如何“開墾”這一“處女地”。
　　我們可以說，納米技術(shù)研究的空間領(lǐng)域是微觀時(shí)空上的原子和分子。通過納米技術(shù)，人們可以自如地排定物質(zhì)內(nèi)的原子和自如地操縱原子。
　　二、納米技術(shù)是一次新的技術(shù)革命
　　納米技術(shù)已成為一場(chǎng)高新技術(shù)的“世紀(jì)之戰(zhàn)”。
　　目前，世界上許多國(guó)家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略和計(jì)劃，不惜投入巨資搶戰(zhàn)納米技術(shù)戰(zhàn)略的至高點(diǎn)。美國(guó)已將納米技術(shù)研究視為下一次工業(yè)革命的核心，僅美國(guó)政府在納米技術(shù)基礎(chǔ)研究方面的投資，就已從1977年的1億多美元增加到了2001年的5億美元，試圖在這一前沿領(lǐng)域成為霸主。另外一些著名公司、企業(yè)與財(cái)團(tuán)也在密切跟蹤納米技術(shù)的研究進(jìn)展，象杜邦、柯達(dá)、惠普、IBM等大公司還專門成立了自己的納米技術(shù)研究隊(duì)伍。當(dāng)前，納米技術(shù)研究熱潮已遍布全球。
　　納米技術(shù)之所以成為當(dāng)前全面研究熱點(diǎn)，是因?yàn)榧{米技術(shù)將為人類創(chuàng)造奇跡，它在未來(lái)的應(yīng)用價(jià)值將會(huì)超過今天的計(jì)算機(jī)，這也就意味著納米技術(shù)孕育著巨大商機(jī)。
　　請(qǐng)看如下領(lǐng)域中科學(xué)家們對(duì)納米技術(shù)的預(yù)言。
　　納米科技研究工作將可能使美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館的全部藏書存貯在一個(gè)直徑僅為0．3米的硅片上。
　　納米電子學(xué)使量子元件代替微電子器件，巨型計(jì)算機(jī)將能裝入口袋中隨身攜帶。
　　納米生物“部件”與納米無(wú)機(jī)化合物及其晶體結(jié)構(gòu)“部件”相組合，用納米電子學(xué)控制形成納米機(jī)器人。醫(yī)生可以應(yīng)用納米機(jī)器人直接打通腦血栓，清理心臟動(dòng)脈脂肪沉積物，也可通過把多種功能納米微型機(jī)器注入血管內(nèi)，進(jìn)行人體全身檢查和治療。
　　納米級(jí)藥物給藥物傳輸和注射提供了全新的方式和途徑，可直接將藥物對(duì)病變體進(jìn)行注射醫(yī)治，以大大提高醫(yī)療效果和減少副作用。
　　納米技術(shù)使易碎的陶瓷材料變成富有韌性，在接近室溫時(shí)顯示良好韌性，而到達(dá)180℃時(shí)經(jīng)受彎曲而不破裂，納米技術(shù)成為解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。
　　納米技術(shù)可使良導(dǎo)體金屬材料變成非金屬材料；納米技術(shù)可使典型的絕緣體電阻大大下降而失去絕緣體特性；納米技術(shù)可使磁性材料失去磁性。由此種種產(chǎn)生了全新概念的納米材料。
　　納米技術(shù)在軍事上的應(yīng)用更是神奇莫測(cè)。最典型的是軍用武器的隱身材料，這種隱身材料就是利用納米技術(shù)制造出來(lái)的。例如1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)第一天出動(dòng)的戰(zhàn)斗機(jī)躲過了伊拉克嚴(yán)密的軍事雷達(dá)監(jiān)視網(wǎng)，迅速到達(dá)伊拉克首都巴格達(dá)上空，很快摧毀了巴方的電報(bào)大樓和其它軍事目標(biāo)，在歷時(shí)40天的戰(zhàn)斗中，美軍飛機(jī)飛行架達(dá)1270架次，使伊軍95％的重要軍事目標(biāo)被毀，而美軍飛機(jī)無(wú)一受損，當(dāng)時(shí)一度震驚世界。伊方軍事雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)美軍飛機(jī)束手無(wú)策，就是美軍飛機(jī)上涂覆了一層納米隱身材料。
　　三、納米技術(shù)在包裝技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用
　　納米技術(shù)在包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用目前尚未被人們所重視，其實(shí)納米技術(shù)在包裝領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景，在包裝材料、包裝技術(shù)中，納米技術(shù)的價(jià)值將不可估量。就納米技術(shù)的神奇功能與特性，可從如下幾個(gè)方面加以分析。
　　1．消除靜電提高包裝與印刷速度和效果
　　金屬納米微粒具有消除靜電的特殊功能。我們可以利用納米技術(shù)的這一特性，將納米微粒涂覆在包裝與印刷材料表面，以消除在高速全自動(dòng)包裝機(jī)或印刷機(jī)上輸送包裝與印刷材料時(shí)所產(chǎn)生的靜電，從而大大提高包裝與印刷速度。另外，由于靜電的消除，使得包裝與印刷材料表面不再吸引灰塵，而使得材料表面不再沾灰塵增加摩擦導(dǎo)致擦傷，同時(shí)也使印刷表面無(wú)靜電吸塵而提高印刷效果。因此，納米技術(shù)可通過其靜電消除特性而大大提高包裝與印刷效果。
　　2．消毒殺菌提高包裝品質(zhì)和增加貨架壽命
　　在包裝材料（如塑料及復(fù)合材料）中加入納米微粒，使其產(chǎn)生了除異味、殺菌消毒的作用。現(xiàn)在我們一些企業(yè)就是利用這一技術(shù)特性，將納米微粒加入到冰箱材料（塑料）中，生產(chǎn)出了可抗菌的冰箱，使存放于冰箱內(nèi)的食物大大延長(zhǎng)了保存期，使用戶不用過于擔(dān)心食品腐敗。同樣也可將納米微粒加入紙、塑及復(fù)合材料中用于包裝食品，可提高包裝食品的貨架壽命。
　　3．取代傳統(tǒng)化學(xué)顏料生產(chǎn)高級(jí)印刷油墨
　　早在1994年美國(guó)的馬薩諸塞州XM X公司就已申請(qǐng)并獲得了一項(xiàng)用于生產(chǎn)印刷油墨的、顆粒均勻的納米微粒的專利。該公司正準(zhǔn)備設(shè)計(jì)制造一套商業(yè)化的生產(chǎn)系統(tǒng)，不再依靠化學(xué)顏料，而是選擇適宜的納米微粒來(lái)得到各種顏粒，以生產(chǎn)高級(jí)印刷油墨。納米技術(shù)為生產(chǎn)高檔印刷油墨創(chuàng)造了條件。
　　4．使易脆而無(wú)毒的包裝容器賦予了韌性
　　陶瓷容器與玻璃容器是兩大傳統(tǒng)的包裝容器，由于它們具有無(wú)毒、密封和表面光潔等優(yōu)點(diǎn)，已在包裝產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位，只因它們有易脆不便搬運(yùn)的缺點(diǎn)，而今已被部分金屬包裝所取代。近些年來(lái)，西歐、美國(guó)、日本等國(guó)家研制納米技術(shù)，將納米微粒加入陶瓷或玻璃中，得到了富有韌性的陶瓷或玻璃材料。例如英國(guó)把納米氧化鋁與二氧化鋯進(jìn)行混合，在實(shí)驗(yàn)室已獲得高韌性的陶瓷材料。又如，日本將氧化鋁納米顆粒加入到普通玻璃中，明顯改變了玻璃的脆性。這些技術(shù)的突破，使為陶瓷和玻璃增韌而奮斗將近一個(gè)世紀(jì)的科學(xué)家們見到了希望，也為我們重振陶瓷包裝與玻璃包裝產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的希望。
　　5．使防偽包裝進(jìn)入一個(gè)嶄新階段
　　納米材料具有優(yōu)越的敏感性，在溫敏、氣敏、濕敏等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，它在防偽包裝上加以利用與開發(fā)，將會(huì)使防偽包裝技術(shù)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。
　　可以利用納米微粒的敏感性，分別制取溫（熱）敏材料、氣敏材料和濕敏材料，然后用作防偽包裝。
　　一般金屬微粒是黑色，具有吸收紅外線等特點(diǎn)，而且表面積巨大，表面活性高，對(duì)周圍環(huán)境敏感（溫、熱、光、濕度等）。因此，當(dāng)把具有這些特性的納米微粒加入包裝材料中，或制成涂料或上光劑涂布于材料表面，用于產(chǎn)品包裝。人們?cè)谶x擇商品時(shí)便可通過熱度、光線或濕度加以鑒別，從而達(dá)到防偽目的。這也就是說利用納米技術(shù)可實(shí)現(xiàn)色彩防偽、理化效應(yīng)防偽等目的。
　　6．使保鮮包裝效果更佳和工藝簡(jiǎn)單化
　　目前，研究和開發(fā)的保鮮包裝效果不佳且工藝十分復(fù)雜，在包裝操作和貯運(yùn)過程中相對(duì)成本較高。采用納米技術(shù)后，這些問題將迎刃而解。
　　我們?cè)谘芯抗�蔬新鮮食品的保鮮包裝時(shí)發(fā)現(xiàn)，有一種加速果蔬變質(zhì)腐爛的氣體物質(zhì)，這種氣體物質(zhì)就是乙烯。在保鮮包裝中，果蔬釋放出乙烯，當(dāng)乙烯達(dá)到一定濃度后，果蔬會(huì)加速腐爛，因此，在保鮮包裝中應(yīng)設(shè)法加入乙烯吸收劑，以減少包裝中的乙烯含量而提高保鮮效果和延長(zhǎng)貨架壽命。但試驗(yàn)表明，目前所尋找到的乙烯吸收劑效果不理想，從而使得保鮮包裝的研究遇到了難題。而正好納米級(jí)Ag粉具有對(duì)乙烯氧化的催化作用，也就是納米A g粉可作為乙烯氧化的催化劑。在保鮮包裝材料中加入納米A g粉，便可將果蔬食品釋放出的乙烯加速氧化，減少乙烯含量，從而達(dá)到良好的保鮮效果。用作氧化催化劑的納米微粒主要有Fe3O4、Fe2O3、Co3O4、NiO以及Pt、Rh、Ag、Pd等。
　　利用納米技術(shù)制作的包裝容器具保潔殺菌保鮮功能。例如納米TiO2在可見光的照射下對(duì)碳?xì)浠�合物有催化作用，利用這一效應(yīng)可在玻璃、陶瓷等材料表面涂覆一層納米T iO 2，可產(chǎn)生很好的保潔殺菌作用，日本在這方面已做了成功的實(shí)驗(yàn)。只要在玻璃、陶瓷材料表面涂上薄薄一層納米T iO 2，任何粘污在其表面的物質(zhì)包括油污、細(xì)菌等在光的照射下由T iO 2的催化作用，使這些碳?xì)浠�合物質(zhì)進(jìn)一步氧化而變成氣體或者很容易被擦掉的物質(zhì)，同時(shí)有明顯的殺菌作用。
　　7．納米技術(shù)可使塑料類包裝材料性能大大提高
　　納米微粒對(duì)紫外線有吸收能力。塑料包裝制品在紫外線照射下很容易老化變脆，如果在塑料包裝材料表面涂上一層含有納米微粒的透明涂層，這種涂層在300～400nm范圍有很強(qiáng)的紫外線吸收性能，這樣就可以防止塑料包裝的老化，而大大增加塑料包裝的用途（如外包裝、大型設(shè)備的裹包等）和壽命。
　　目前對(duì)紫外線吸收好的包裝材料有兩種。一種是30～40nm的TiO2納米粒子的樹脂膜；另一種是Fe 2 O 3納米微粒的含醇樹脂膜。前者對(duì)400nm波長(zhǎng)以內(nèi)的紫外線光有極強(qiáng)的吸收能力，而后者對(duì)600nm波長(zhǎng)以內(nèi)的紫外線光有良好的吸收能力。納米技術(shù)的這種光吸收材料將成為傳統(tǒng)包裝材料良好替代產(chǎn)品，為包裝材料的改性和功能保護(hù)創(chuàng)造了技術(shù)條件。
　　8．使包裝容器的加工性能大大提高
　　我國(guó)各類飲料及食品包裝用的金屬罐，國(guó)產(chǎn)材料一直存在著韌性差和延展性差，加工易于產(chǎn)生裂紋等技術(shù)問題，使得我們很多金屬包裝容器（罐、盒、桶、筒等）所用原材料需要進(jìn)口。如果采用納米技術(shù)后，在制罐金屬材料中加入納米微粒，可使其韌性和延展性大大提高，使包裝容器的成形加工工藝大大減化，并提高其可靠性和成品率。