納米技術(shù)使基因工程變得更加可控,人們可根據(jù)自己的需要,制造多種多樣、便于人體吸收的納米生物“產(chǎn)品”,農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)也可能因此發(fā)生深刻變革。
    納米生物學(xué)的出現(xiàn)為食品工程的發(fā)展提供了一個(gè)新的平臺。納米技術(shù)使基因工程變得更加可控,人們可根據(jù)自己的需要,制造多種多樣、便于人體吸收的納米生物“產(chǎn)品”,農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)也可能因此發(fā)生深刻變革,人類的食品結(jié)構(gòu)也將隨之發(fā)生變化。用納米生物工程、化學(xué)工程合成的“食品”將極大豐富食品的數(shù)量和種類。與之相適應(yīng)的包裝與食品機(jī)械也將應(yīng)運(yùn)而生。
    由于納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強(qiáng)度及較強(qiáng)的韌性,可用于制造刀具、包裝和食品機(jī)械的密封環(huán)、軸承等以提高其耐磨性和耐蝕性。也可用于制作輸送機(jī)械和沸騰干燥床關(guān)鍵部件的表面涂層。
    日本東京已有人在實(shí)驗(yàn)室研制成功自潔玻璃和自潔瓷磚。其表面有一層薄納米TiO2 ,在光的照射下,任何粘污在表面上的物質(zhì),包括油污、細(xì)菌,由于納米TiO2 的催化作用,使這些碳?xì)浠�合物進(jìn)一步氧化變成氣體或者很容易被擦掉的物質(zhì)。TiO2 可用于制作包裝容器、食品機(jī)械的箱體和生產(chǎn)車間等。
    德國一研究所以納米硅基陶瓷制成的特種不污染耐磨透明涂料,涂在玻璃、塑料等物體上,具有防污、防塵、耐刮、耐磨、防火等功能。可用于包裝和食品機(jī)械上與食品直接接觸的零部件的表面涂層。
    納米SiC、Si3N4 在較寬的波長范圍內(nèi)對紅外線有較強(qiáng)的吸收,可用作紅外吸波和透波材料,做成功能性薄膜或纖維。納米Si3N4 非晶塊具有從黃光到近紅外光的選擇性吸收,也可用于特殊窗口材料,以納米SiO2 做成的光纖對600nm 以上波長光的傳輸損耗小于10dB/ km ,以納米SiO2 和納米TiO2 制成的微米級厚的多層干涉膜,透光性好而反射紅外線能力強(qiáng),與傳統(tǒng)的鹵素?zé)粝啾?可節(jié)省15 %的電能。
    經(jīng)研究證明,將30～40nm 的TiO2 分散到樹脂中制成薄膜,成為對400nm 波長以下的光有強(qiáng)烈吸收能力的紫外線吸收材料,可作為食品殺菌袋和保鮮袋最佳原料。
    納米SiO2 光催化降解有機(jī)物水處理技術(shù)無二次污染,除凈度高,其優(yōu)點(diǎn)是:1. 具有很大的比表面積,可將有機(jī)物最大限度地吸附在其表面;2. 具有更強(qiáng)的紫外線吸收能力,因而具有更強(qiáng)的光催化降解能力,可快速將吸附在其表面的有機(jī)物分解掉。這對污水處理量較大的食品企業(yè)提供了有力的技術(shù)支持。
    介孔固體和介孔復(fù)合體是近年來納米材料科學(xué)領(lǐng)域引人注目的研究對象,由于這種材料較高的孔隙率(孔洞尺寸為2～50nm) 和較高的比表面,因而在吸附、過濾和催化等方面有良好的應(yīng)用前景。對純凈水、軟飲料等膜過濾和殺菌設(shè)備又提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。
    食品機(jī)械工作環(huán)境惡劣,對潤滑劑要求較高,而通常潤滑劑易損耗、易污染環(huán)境。磁性液體中的磁性顆粒尺寸僅為10nm ,因此不會損壞軸承,而基液亦可用潤滑油,只要采用合適的磁場就可以將磁性潤滑油約束在所需的部位,保證了機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
    納米磁致冷工質(zhì)。磁致冷發(fā)展的趨勢是由低溫向高溫發(fā)展,構(gòu)成磁性的納米團(tuán)簇,當(dāng)溫度大于15 K 時(shí), 其磁熵變高于GGG(Gd3Ga5012) ,成為15～30 K 溫區(qū)最佳的磁致冷工質(zhì)。1997 年,美國利用自旋系統(tǒng)磁熵變的致冷方式,研制成Cd 為磁致冷工質(zhì)的磁致冷機(jī)。它與通常的壓縮氣體式致冷方式相比較,具有效率高、功耗低、噪聲小、體積小、無污染等優(yōu)點(diǎn)。這為食品冷凍和冷藏設(shè)備又開辟了新的途徑。
    橡膠和塑料是包裝和食品機(jī)械應(yīng)用較多的原材料。但通常的橡膠是靠加入炭黑來提高其強(qiáng)度、耐磨性和抗老化性,制品為黑色,不適宜用在食品機(jī)械上。納米材料的問世使這一問題迎刃而解。新的納米改性橡膠各項(xiàng)指標(biāo)均有大幅度提高,尤其抗老化性能提高3 倍,使用壽命長達(dá)30 年以上,且色彩艷麗,保色效果優(yōu)異。
    普通塑料產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、價(jià)格低,但性能遜于工程塑料,而工程塑料雖性能優(yōu)越,但價(jià)格高,限制了它在包裝和食品機(jī)械上的大范圍應(yīng)用。用納米材料對普通塑料聚丙烯進(jìn)行改性,達(dá)到工程塑料尼龍- 6 的性能指標(biāo),且工藝性能好、成本低,可大量采用。