三、納米技術在包裝技術領域中的應用

   納米技術在包裝領域中的應用目前尚未被人們所重視，其實納米技術在包裝領域中具有廣闊的應用前景，在包裝材料、包裝技術中，納米技術的價值將不可估量。就納米技術的神奇功能與特性，可從如下幾個方面加以分析。

   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包裝機或印刷機上輸送包裝與印刷材料時所產生的靜電，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致擦傷，同時也使印刷表面無靜電吸塵而提高印刷效果。因此，納米技術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和增加貨架壽命

   在包裝材料（如塑料及復合材料）中加入納米微粒，使其產生了除異味、殺菌消毒的作用�，F在我們一些企業就是利用這一技術特性，將納米微粒加入到冰箱材料（塑料）中，生產出了可抗菌的冰箱，使存放于冰箱內的食物大大延長了保存期，使用戶不用過于擔心食品腐敗。同樣也可將納米微粒加入紙、塑及復合材料中用于包裝食品，可提高包裝食品的貨架壽命。

   3．取代傳統化學顏料生產高級印刷油墨

   早在1994年美國的馬薩諸塞州XM X公司就已申請并獲得了一項用于生產印刷油墨的、顆粒均勻的納米微粒的專利。該公司正準備設計制造一套商業化的生產系統，不再依靠化學顏料，而是選擇適宜的納米微粒來得到各種顏粒，以生產高級印刷油墨。納米技術為生產高檔印刷油墨創造了條件。

   4．使易脆而無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的包裝容器，由于它們具有無毒、密封和表面光潔等優點，已在包裝產業中占有重要的地位，只因它們有易脆不便搬運的缺點，而今已被部分金屬包裝所取代。近些年來，西歐、美國、日本等國家研制納米技術，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。例如英國把納米氧化鋁與二氧化鋯進行混合，在實驗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。這些技術的突破，使為陶瓷和玻璃增韌而奮斗將近一個世紀的科學家們見到了希望，也為我們重振陶瓷包裝與玻璃包裝產業帶來了新的希望。

   5．使防偽包裝進入一個嶄新階段

   納米材料具有優越的敏感性，在溫敏、氣敏、濕敏等方面具有廣闊的應用前景，它在防偽包裝上加以利用與開發，將會使防偽包裝技術進入一個嶄新的階段。

   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，而且表面積巨大，表面活性高，對周圍環境敏感（溫、熱、光、濕度等）。因此，當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，用于產品包裝。人們在選擇商品時便可通過熱度、光線或濕度加以鑒別，從而達到防偽目的。這也就是說利用納米技術可實現色彩防偽、理化效應防偽等目的。

   6．使保鮮包裝效果更佳和工藝簡單化

   目前，研究和開發的保鮮包裝效果不佳且工藝十分復雜，在包裝操作和貯運過程中相對成本較高。采用納米技術后，這些問題將迎刃而解。

   我們在研究果蔬新鮮食品的保鮮包裝時發現，有一種加速果蔬變質腐爛的氣體物質，這種氣體物質就是乙烯。在保鮮包裝中，果蔬釋放出乙烯，當乙烯達到一定濃度后，果蔬會加速腐爛，因此，在保鮮包裝中應設法加入乙烯吸收劑，以減少包裝中的乙烯含量而提高保鮮效果和延長貨架壽命。但試驗表明，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A g粉具有對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，從而達到良好的保鮮效果。用作氧化催化劑的納米微粒主要有Fe 3 O 4、Fe 2 O 3、C o 3 O 4、N iO以及P t、R h、A g、Pd等。

   利用納米技術制作的包裝容器具保潔殺菌保鮮功能。例如納米T iO 2在可見光的照射下對碳氫化合物有催化作用，利用這一效應可在玻璃、陶瓷等材料表面涂覆一層納米T iO 2，可產生很好的保潔殺菌作用，日本在這方面已做了成功的實驗。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包括油污、細菌等在光的照射下由T iO 2的催化作用，使這些碳氫化合物質進一步氧化而變成氣體或者很容易被擦掉的物質，同時有明顯的殺菌作用。

   7．納米技術可使塑料類包裝材料性能大大提高

   納米微粒對紫外線有吸收能力。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、大型設備的裹包等）和壽命。

   目前對紫外線吸收好的包裝材料有兩種。一種是30～40nm的T iO 2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400nm波長以內的紫外線光有極強的吸收能力，而后者對600nm波長以內的紫外線光有良好的吸收能力。納米技術的這種光吸收材料將成為傳統包裝材料良好替代產品，為包裝材料的改性和功能保護創造了技術條件。

   8．使包裝容器的加工性能大大提高

   我國各類飲料及食品包裝用的金屬罐，國產材料一直存在著韌性差和延展性差，加工易于產生裂紋等技術問題，使得我們很多金屬包裝容器（罐、盒、桶、筒等）所用原材料需要進口。如果采用納米技術后，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。

　　
四、思考與建議

   目前納米技術正處于重大突破的前期，它的未來及其作用和影響已被人們發現并為之震驚，現已引起全球的關注。

   納米技術的前景正如美國IBM公司首席科學家埃姆斯創（Am s tron g）所說的：“正象70年代微電子技術產生了信息革命一樣，納米科學技術將成為下一世紀信息時代的核心”。我國著名科學家錢學森也預言“納米和納米以下的結構是下一階段科技發展的一個重點，會是一次技術革命，從而將是21世紀又一次產業革命。”人們不難預料，納米技術將成為21世紀科學的前沿和主導科學。

   有關納米技術的基礎研究，我國在某些方面已處于國際領先水平。作為我們包裝領域更多的是應用納米技術、開發納米包裝技術與納米包裝材料。過去我們包裝工業的一些先進設備、先進材料、先進技術，很大部分依靠進口，自己沒有多少叫得響的技術。納米技術的出現，為我們的包裝工業和技術創新帶來了機遇，相關組織和部門應成立納米包裝技術與材料的攻關機構，以加快技術創新的進程。

   整個包裝產業的重點是包裝材料與包裝技術。納米技術在包裝中的應用研究尚處空白，在即將加入W TO的今天與未來，誰要在這方面下功夫，誰就能占領21世紀包裝領域的“制高點”，就會在未來的競爭中處于優勢。 (Linda)