納米時(shí)代及其歷史背景

人類的整個(gè)歷史發(fā)展，體現(xiàn)著這樣一條鮮明的脈絡(luò)：人類探求的腳步從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)，從登陸月球到登陸火星，再到遨游太空；從認(rèn)識(shí)分子到觀察原子，再到捕捉電子。如今，人類一邊轟轟烈烈地飛入太空，探索火星，一邊靜悄悄地深入物質(zhì)內(nèi)部，在物質(zhì)微粒間營(yíng)造出一個(gè)嶄新的微觀王國(guó)，總有一天人們將按自己的意愿去制造物質(zhì)，逐步地揭開(kāi)原子世界里的一道道奧秘，在此過(guò)程中，世界并未因此而變小，相反變得更加廣闊。然而，在很短的幾年內(nèi)，任何“微小”的東西相對(duì)地將會(huì)顯得很大，因?yàn)榇蠹艺J(rèn)識(shí)了納米世界。小還要更小，我們對(duì)“多小才算小”的認(rèn)識(shí)將受到挑戰(zhàn)。

納米（nanometer,nm）是一種計(jì)量物質(zhì)的長(zhǎng)度單位，為10-9，用符號(hào)表示為nm，納米等于十億分之一米，大約是三、四個(gè)原子的寬度。從微米科技到納米科技，是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果，但不是簡(jiǎn)單的延伸，在1納米到100納米之間度量單位上，物質(zhì)的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)特性都發(fā)生了從量變到質(zhì)的變化，納米科學(xué)就是建立在這一微小度量區(qū)間的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，衡量納米材料有兩把尺子，一把尺子是納米的尺度，另一把尺子就是這個(gè)材料的性質(zhì)是普通材料所沒(méi)有的。通常將具有一定存在形態(tài)、1-100nm尺寸的物質(zhì)稱之納米物質(zhì)。其術(shù)語(yǔ)表達(dá)可以是：英文術(shù)語(yǔ)為nano、nanosized、nanoscale、nanostrucured、nanometer與particles、materials、substance、solids、cluster等任意組合構(gòu)成的詞組意義。中文術(shù)語(yǔ)由此能衍生出很多詞意，諸如：納米團(tuán)簇、納米級(jí)物質(zhì)、納米顆粒、納米微粒、納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)、納米粒子、納米材料、低維材料等等。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者HorstStomier宣稱：“納米技術(shù)賦予了我們一種工具，可用它來(lái)玩弄自然界的極端———原子和分子。創(chuàng)造新事物的可能性變得無(wú)窮無(wú)盡。”另一位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者RichardSmolley干脆宣告：“納米技術(shù)是建設(shè)者最后的邊疆。”

納米技術(shù)的廣義范圍可包括納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米測(cè)量技術(shù)、納米應(yīng)用技術(shù)等方面。其中，納米材料技術(shù)著重于材料生產(chǎn)（超微粉、鍍膜等）、性能檢測(cè)技術(shù)（化學(xué)組成、微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、物、化、電、磁、熱及光學(xué)等性能）。納米加工技術(shù)包含精密加工技術(shù)（能量束加工等）及掃描探針技術(shù)。納米技術(shù)的研究和應(yīng)用，意味著人們將可能從原子、分子的水平上識(shí)別探測(cè)和控制物質(zhì)，在納米尺度上研究原子、分子行為和相互作用的規(guī)律，使得人類在認(rèn)識(shí)和改造自然、征服自然和應(yīng)用自然的能力再一次迎來(lái)一個(gè)驚人的飛躍。

納米科技是20世紀(jì)80年代末90年代初興起的涉及多學(xué)科的高新科學(xué)和技術(shù)，并且還有待于進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。但人們已經(jīng)預(yù)料到納米科技將給人類社會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)深刻的革命性的變革。這場(chǎng)革命必然要波及到經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。發(fā)展納米技術(shù)極有可能是新世紀(jì)留給已錯(cuò)過(guò)微米技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)機(jī)遇的中國(guó)人的最后一次機(jī)會(huì)。作為一個(gè)中國(guó)人，不能不關(guān)注這一當(dāng)代世界的高新技術(shù)的發(fā)展，不能無(wú)視它將給人類帶來(lái)的影響，特別是對(duì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的影響。納米科技是節(jié)能低耗與技術(shù)密集型的高科技。盡管全面實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化尚有很長(zhǎng)的路要走，然而發(fā)展納米科技的產(chǎn)投比可能會(huì)高于其它高科技項(xiàng)目。因此，納米技術(shù)可能為我國(guó)迎頭趕上世界經(jīng)濟(jì)提供一個(gè)難得的歷史機(jī)遇。美國(guó)著名科學(xué)家喬納森·斯彭斯和羅雷爾（諾貝爾獎(jiǎng)獲得者）說(shuō)：“如果中國(guó)奇跡般地成為超級(jí)先進(jìn)國(guó)家，靠的就是納米，它可以讓戈壁灘變成綠洲。”

納米技術(shù)應(yīng)用的最重要的領(lǐng)域，是制造具有特異物理、化學(xué)性質(zhì)的新型功能材料。最典型的應(yīng)用是將兩種不同性質(zhì)的材料制成納米復(fù)合顆粒。歐盟早在1995年就發(fā)表報(bào)告，預(yù)測(cè)在今后20年內(nèi)納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)將僅次于芯片制造業(yè)，成為世界第二大制造業(yè)。納米技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)計(jì)算機(jī)工業(yè)。

本世紀(jì)的技術(shù)革新，很大程度上是靠弄清更加微觀的現(xiàn)象和據(jù)此發(fā)展的操作技術(shù)來(lái)支撐的。但是，基于宏觀的角度，追求更加微觀的世界，這種傳統(tǒng)的技術(shù)開(kāi)發(fā)，在很多領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)極限。如果沒(méi)有與傳統(tǒng)根本不同的新發(fā)現(xiàn)，就無(wú)法登上新的臺(tái)階。納米技術(shù)就是發(fā)現(xiàn)這種效果與人工的獨(dú)特的結(jié)構(gòu)技術(shù)，人們正是充分掌握和利用先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)使對(duì)納米技術(shù)的預(yù)言和研究成為可能。

為了研討當(dāng)今國(guó)際納米材料及技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，探討我國(guó)“十五”期間納米材料的發(fā)展戰(zhàn)略，促進(jìn)納米材料研發(fā)和納米技術(shù)在包裝領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，推進(jìn)我國(guó)納米包裝產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展，2001年10月16日，根據(jù)筆者的提議，我國(guó)包裝界的泰斗邱純甫先生親自批示，中國(guó)包裝技術(shù)協(xié)會(huì)、中國(guó)包裝報(bào)社聯(lián)合在廈門(mén)市召開(kāi)了“全國(guó)首屆納米技術(shù)包裝應(yīng)用研討會(huì)”。對(duì)制定我國(guó)國(guó)家納米包裝發(fā)展目標(biāo)，迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)，無(wú)疑具有十分重要的意義，會(huì)議主題為“納米技術(shù)在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化”。正如“中國(guó)包裝報(bào)”的綜述文章中指出：這次研討會(huì)“在包裝業(yè)傳播了納米技術(shù)的‘火種’。”四年來(lái)，取得了令人可喜的成果。

基于對(duì)包裝業(yè)發(fā)展的責(zé)任感、緊迫感和使命感，多年來(lái)，筆者在從事納米技術(shù)包裝印刷應(yīng)用的專題研究中，涉獵了納米科技理論與應(yīng)用的方方面面，這些成果和心得都集中在二百多萬(wàn)字的論文、編著中。2001年，“中國(guó)包裝報(bào)”發(fā)表了筆者寫(xiě)的《關(guān)于發(fā)展納米包裝產(chǎn)業(yè)之我見(jiàn)》一文。同年，《試論納米技術(shù)在包裝印刷領(lǐng)域的應(yīng)用研究》獲得了全國(guó)優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)。2003年，《新型包裝材料中應(yīng)用的納米技術(shù)》獲中國(guó)西部科技優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文一等獎(jiǎng)，并作為“第三屆中國(guó)科學(xué)家論壇”的特邀嘉賓及書(shū)面交流論文。2004年5月，應(yīng)中國(guó)輕工業(yè)出版社的約稿，筆者又撰寫(xiě)了我國(guó)和世界第一部納米包裝印刷術(shù)研究的專著《納米技術(shù)與包裝印刷》一書(shū)，共八十多萬(wàn)字，照片、圖譜二百多幅，將交付出版。擬請(qǐng)中國(guó)包裝聯(lián)合會(huì)石萬(wàn)鵬會(huì)長(zhǎng)及納米項(xiàng)目首席科學(xué)家寫(xiě)序，愿以此書(shū)獻(xiàn)給2004年4月在北京召開(kāi)的“世界包裝大會(huì)”。最近，國(guó)防工業(yè)出版社又約筆者編寫(xiě)第二本專著，書(shū)名為《包裝材料納米改性及應(yīng)用》，今年6月底交稿。這兩本專著，從應(yīng)用的角度揭示了納米技術(shù)對(duì)改造傳統(tǒng)的包裝印刷的研究，探討了建立納米包裝印刷體系的構(gòu)架，并提出納米包裝產(chǎn)業(yè)化、商品化的目標(biāo)和途徑。

納米包裝技術(shù)溯源

人工制備納米材料的歷史至少可以追溯到1000多年前，我們的祖先就有了制造和使用納米材料的歷史。如我國(guó)古代利用燃燒蠟燭的煙霧制成炭黑作為墨的原料以及用于作色的染料，就是最早的納米材料。

由于科學(xué)技術(shù)的限制，近世紀(jì)實(shí)用的超細(xì)材料一般由微米級(jí)構(gòu)成。當(dāng)超細(xì)材料達(dá)到納米狀態(tài)時(shí)，它將呈現(xiàn)新的特異功能。納米科學(xué)技術(shù)是研究1-100納米范圍內(nèi)的特殊現(xiàn)象。

洛依是!20世紀(jì)末期最著名的材料專家，專門(mén)從事高新材料研究。1984年，洛依首先提出納米材料新理論，開(kāi)創(chuàng)了包裝材料的納米新時(shí)代———納米包裝。1989年，美國(guó)IBM公司率先用隧道掃描顯微鏡（stm）探針“移植”氙原子，將其拼成IBM公司的標(biāo)識(shí)，成功地實(shí)現(xiàn)了世界上最小的納米級(jí)商標(biāo)圖案。日本豐田中央研究所應(yīng)用高新技術(shù)研究出納米包裝材料。

1990年，日本宗部興產(chǎn)公司首先研制成功納米復(fù)合包裝材料PA/MT（蒙脫石約5%并進(jìn)行工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)）。不久，納米液晶（nmLCP）復(fù)合的PET聚酯材料在美國(guó)問(wèn)世，它的性能比層狀復(fù)合包裝材料優(yōu)異，其包裝應(yīng)用指日可待。

1990年，由日本合成企業(yè)（MP611,620）以合成法制備環(huán)氧樹(shù)脂;交聯(lián)NBR(-10%)，該產(chǎn)品具有耐沖擊性、耐熱性，可用作高性能粘接劑。1991年AMOCO公司利用合成法，制成PA6/PPA（5%），可作為高強(qiáng)度包裝材料。1991年至1993年間，日本以合成法制備EPR（30%）即共聚物（60%）/PE;滑石粉（10%），在導(dǎo)彈包裝上應(yīng)用。B2A,0C使用熔融共混法，制備TLCP/PA12、TLCP/PEEK、TLCPPA用于軍品包裝。還用同一方法，生產(chǎn)TLCP/PL其雙軸取向膜用于食品包裝。

1994年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO開(kāi)始制定降解塑料（包裝）材料標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)開(kāi)發(fā)成功PET/LCP納米復(fù)合包裝新材料，商品名為Vectra.1995年，歐盟將“納米新材料”列入“第二大制造業(yè)”。美國(guó)Amoco公司開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)PEN聚酯新包材.1996年，日本一家公司采用直接分散法，制成PE等/超微粒子（碳黑）應(yīng)用于軍品包裝、防電磁包裝。還用同一方法，制備PP等/Tio2(3.5w%)，用于防紫外線包裝。

綜觀國(guó)外在1996年前，已經(jīng)有眾多與包裝有關(guān)的高分子復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了商品化和產(chǎn)業(yè)化。1996年以來(lái)，我國(guó)中科院化學(xué)所應(yīng)用天然豐富的蒙脫土層狀硅酸鹽作為無(wú)機(jī)分散相，發(fā)明了一步法制備PA6納米塑料（nC-PA6）、PET納米塑料（nc-PET）。2000年，我國(guó)研制成功有機(jī)納米功能材料———20納米活性有機(jī)高分子，可望用于導(dǎo)電包裝、隱身包裝等高功能特殊包裝。事實(shí)上，我國(guó)在21世紀(jì)80年代就有人研究開(kāi)發(fā)出了長(zhǎng)軸為40nm-60nm，短軸為14nm-16nm的紡錘狀納米,Fe203具有透明、耐候、屏蔽紫外線等特點(diǎn)，應(yīng)用于造幣油墨，以提高其耐沾污性；用于金屬閃光漆，明顯提高了涂膜的隨角異色性。

在分子以上到微米以下或是在1-100納米量級(jí)尺度范圍，由研究應(yīng)用產(chǎn)生了納米包裝印刷這一新學(xué)科，它和其他納米學(xué)科一樣，并不拘泥于尺寸和尺度上的分界，而是著眼于小尺寸所引起的物質(zhì)的變異行為和新的物性。

自1981年Gleiter等人率先制得納米材料以來(lái)，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，納米材料有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。如今，納米材料種類較多，在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用，例如納米高阻隔密封包裝材料、納米防靜電包裝材料，既有比原材料好的高性能，又可以在常規(guī)下進(jìn)行加工，還具有高的表面光澤度，為其應(yīng)用提供了良好的前景。納米材料由于納米級(jí)晶粒、高濃度晶界和晶界的原子狀況等三方共同造就了其性能優(yōu)于一般材料的優(yōu)點(diǎn)。

納米技術(shù)對(duì)包裝印刷業(yè)的影響

從印刷術(shù)到納米術(shù)

我國(guó)古代的四大發(fā)明中，除了火藥源于古代的煉丹術(shù)，其他三項(xiàng)發(fā)明都可歸屬為古代信息技術(shù)。造紙術(shù)、印刷術(shù)是古代信息技術(shù)具有重大意義的突破和偉大的成就之一。是文藝復(fù)興時(shí)代到來(lái)的重要前奏。被馬克思稱為“預(yù)告資產(chǎn)階級(jí)社會(huì)到來(lái)的三大發(fā)明”。著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森認(rèn)為，“納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)將是下一階段科技發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，會(huì)是一次技術(shù)革命，從而將引起"21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命。”印刷從其發(fā)明之日起，經(jīng)歷了500多年的“鉛與火”歲月，渡過(guò)了近百年的“光與電”時(shí)光，現(xiàn)在又進(jìn)入了“數(shù)與網(wǎng)”的時(shí)代。20年前，中國(guó)科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)中國(guó)印刷業(yè)告別了鉛與火，迎來(lái)光與電，遠(yuǎn)程傳版、彩色出版、數(shù)碼印刷系統(tǒng)，告別了紙和筆，迎來(lái)了數(shù)與網(wǎng)。成為我國(guó)印刷出版技術(shù)領(lǐng)先于世界的又一里程碑。20世紀(jì)90年代，高保真印刷已悄然向我們走來(lái)，它的網(wǎng)點(diǎn)大約在10-20um之間，這表明印刷材料離納米層次已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

用納米材料制造印刷材料或把納米材料添加到印刷材料中去，制成納米油墨、納米紙張、納米印刷機(jī)以及其他的各種納米印刷輔助材料，可以大大提高印刷品質(zhì)量，或者產(chǎn)生有特殊功能的印刷品，能給印刷行業(yè)帶來(lái)繼光與電之后的又一次技術(shù)革命。

目前，納米技術(shù)已經(jīng)涌現(xiàn)出了二種打造納米結(jié)構(gòu)的方法，即“自上而下法”與“自下而上法”。到現(xiàn)在為止，我們討論過(guò)的所有各種刻印術(shù)都屬于“自上而下法”，而“自下而上法”實(shí)際上是一種分子構(gòu)造術(shù)。“自上而下”的方法采用了類似于雕刻的過(guò)程，如電子束印刷術(shù)，已經(jīng)達(dá)到接近原子水平的精確度。在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，“從上到下”的方法極有可能是建造真正復(fù)雜的裝置的首選方法。掃描探針顯微術(shù)在分辨本領(lǐng)、定位精度和可造性這些重要方面都能滿足納米印刷術(shù)的要求。用掃描探針顯微術(shù)可以進(jìn)行原子級(jí)印刷�？梢哉J(rèn)定，納米術(shù)是印刷術(shù)擴(kuò)散思維大顯神通的結(jié)果。

納米生產(chǎn)工藝，特別是金子“納米點(diǎn)狀物”的制備，不是什么新的事物。中世紀(jì)和維多利亞時(shí)代教堂里五彩斑讕的玻璃窗戶上就可以看到各種色彩；古代的陶器上涂有不同彩釉，都是依據(jù)材料的納米尺度性能不同于宏觀尺度的性能。特別是納米金粉，根據(jù)尺度不同會(huì)呈現(xiàn)出桔黃、紫色、紅色或黛綠色。在某種意義上講，第一個(gè)納米工藝師實(shí)際上是中世紀(jì)的鍛造爐前的玻璃工藝師，而不是現(xiàn)代半導(dǎo)體廠的靈巧的工人。顯然，上釉工人并不理解為什么他們對(duì)金子的處理會(huì)使金子呈現(xiàn)不同的顏色，但我們現(xiàn)在已十分清楚其中的奧妙。

納米技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，形成了一個(gè)介于化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和電子工程之間的新科技領(lǐng)域，是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，將使原有領(lǐng)域的研究和應(yīng)用發(fā)生革命性的變化，又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，幾乎在當(dāng)代科技的全部分支里都融合了納米技術(shù)。無(wú)疑，納米包裝印刷術(shù)也概不例外。

納米技術(shù)在印刷行業(yè)中的應(yīng)用

新材料的印刷。當(dāng)采取某種特殊的表面加工處理后，在介質(zhì)上能形成交錯(cuò)混合的兩種性質(zhì)不同的二維表面，而每個(gè)相面的表面積，以及兩相構(gòu)造的“界面”是納米尺寸存在時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生超親水性和超親油性界面�？梢韵胂�，今后的印刷品的分辨率將會(huì)更高。

由于印版的發(fā)展，對(duì)油墨的要求也必然會(huì)相應(yīng)提高。目前，用直流電弧等離子方法生產(chǎn)超細(xì)金屬材料“納米金屬微粉”的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，納米材料工程從金屬、半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展到紛繁多樣的有機(jī)領(lǐng)域是一個(gè)必然的趨勢(shì)。當(dāng)建立了超細(xì)材料的有效制備方法，并解決了有機(jī)材料中普遍存在的穩(wěn)定性問(wèn)題后，油墨的性能必定會(huì)有一個(gè)飛躍。包裝印刷材料主要是指PS板、紙張、油墨。由于納米技術(shù)的特性，將極大地改變它們的印刷適性，更好地與印刷條件相匹配。眾所周知，PS板的最佳粗糙度范圍是450-650nm�？梢韵胂蠹{米技術(shù)對(duì)PS版的性能影響有多大。印刷存在的耐印力不高、粗糙度不勻不細(xì)、感光液的性能等問(wèn)題都會(huì)隨著納米技術(shù)的應(yīng)用迎刃而解。納米科技是“創(chuàng)造”高性能、高效比、高功能等新包裝的最新技術(shù)，因此納米復(fù)合包材有著強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力和廣闊的應(yīng)用前景。例如在高分子聚合物中加入10%的納米（熱致液晶聚合物）就會(huì)使材料的拉伸強(qiáng)度提高到476Mpa，從而大大拓展了包裝材料的用途。

納米包裝印刷術(shù)的理論基礎(chǔ)

納米包裝印刷術(shù)是納米技術(shù)與包裝印刷科學(xué)交叉與融合的一門(mén)新學(xué)科，它的理論基礎(chǔ)包括：（1）納米技術(shù)必須具備二個(gè)條件：一是納米尺寸；二是自然界里所沒(méi)有的新物性。（2）納米科技中功用性最強(qiáng)的研究領(lǐng)域有三類，即納米材料、納米器件、納米檢測(cè)與表征。（3）納米材料。將普通材料制成納米量級(jí)后，出現(xiàn)了極其特有的四大效應(yīng)，即小尺寸效應(yīng)或稱體積效應(yīng)、表面效應(yīng)與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)。（4）納米技術(shù)路線與納米制造是實(shí)現(xiàn)納米態(tài)的關(guān)鍵技術(shù)。其途徑有兩條：一是自上而上（Top-down）另一條是自下而上（bottom-up）的過(guò)程。（5）納米材料科學(xué)與納米加工學(xué)是包裝印刷術(shù)在納米諸學(xué)科中關(guān)系最緊密的兩個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科。

納米包裝印刷術(shù)的基本概念

納米包裝印刷的定義：盡管目前尚無(wú)納米包裝印刷的準(zhǔn)確定義，但從納米科學(xué)的角度出發(fā)，納米包裝印刷是指使用納米材料、納米技術(shù)對(duì)包裝印刷產(chǎn)品進(jìn)行納米合成、納米添加、納米改性，使其具備納米結(jié)構(gòu)、尺度、特異功能的包裝印刷新物性的總稱。

納米包裝印刷具備的四個(gè)要素：納米包裝印刷材料要素、納米包裝容器與印刷載體要素、納米包裝印刷技術(shù)要素、納米包裝印刷信息要素。

納米包裝印刷材料：是指分散相尺寸為1-100NM的顆�；蚓�體與其他包裝印刷材料合成或添加制成的納米復(fù)合包裝印刷材料的體系。

納米包裝印刷的研究對(duì)象和任務(wù)：納米包裝印刷研究的內(nèi)容是：納米包裝印刷技術(shù)（制備方法）、納米包裝印刷材料、納米包裝印刷結(jié)構(gòu)、納米包裝印刷機(jī)械、納米包裝印刷測(cè)試、納米包裝印刷理論、納米包裝印刷市場(chǎng)等。研究納米包裝印刷物在物流過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和規(guī)律，納米包裝印刷物的物性功能變化的規(guī)律與制備技術(shù)；研究納米包裝印刷與多學(xué)科的關(guān)系，從而提出全新的包裝印刷概念，改進(jìn)和創(chuàng)造新的包裝印刷技術(shù)，包裝技術(shù)和裝潢技術(shù)，縮短現(xiàn)有包裝印刷企業(yè)與納米包裝印刷的工程化、產(chǎn)業(yè)化和商品化的進(jìn)程。

納米技術(shù)對(duì)包裝印刷設(shè)備的影響

印刷機(jī)的供墨系統(tǒng)是保證正常印刷的重要部件。墨輥?zhàn)饔檬窍蛴“姹砻鎮(zhèn)鬟f油墨。因此，墨輥材料的選擇對(duì)印刷質(zhì)量的影響是十分重要的。利用納米材料可以改變墨輥的彈塑性、耐油性、耐酸性、耐溶劑性、抗衰老化性和親墨性、傳遞性、耐磨性，進(jìn)而穩(wěn)定印刷傳遞條件。同樣，利用納米材料可以提高印刷橡皮布質(zhì)量，進(jìn)而穩(wěn)定印刷的壓印條件，提高印刷質(zhì)量。

納米技術(shù)在傳動(dòng)上也將得到應(yīng)用。如極小的微電機(jī)系統(tǒng)（MEMS），微電子系統(tǒng)能在一個(gè)硅晶片上放置100萬(wàn)個(gè)微型機(jī)器，每臺(tái)機(jī)器都有電子控制系統(tǒng)。美國(guó)德克薩斯公司已使用MEMS技術(shù)開(kāi)發(fā)顯示視頻圖像的芯片。印刷機(jī)上安裝了那么細(xì)的傳感器———傳動(dòng)裝置，就可以十分精確地對(duì)壓力、速度、位置等進(jìn)行調(diào)控。

印刷設(shè)備的主要問(wèn)題是機(jī)械精度問(wèn)題。一是在制造過(guò)程中由于制造技術(shù)水平而產(chǎn)生的固有缺陷；二是在印刷生產(chǎn)過(guò)程中由于機(jī)械磨損而產(chǎn)生的故障。印刷設(shè)備中易磨損的主要部件有：齒輪、凸輪、滾筒的軸頸與軸套（或偏心套）等部件。隨著納米技術(shù)的運(yùn)用，可以大幅度提高這些關(guān)鍵部件的精度和耐磨損程度，降低維修成本，提高印刷產(chǎn)品的印刷質(zhì)量。通過(guò)采用納米技術(shù)，可以開(kāi)發(fā)出納米包裝系統(tǒng)。把微米級(jí)的各種不同類型的添加劑制成納米級(jí)的產(chǎn)品，就會(huì)使傳統(tǒng)的包裝印刷產(chǎn)品更新?lián)Q代。同時(shí)，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)將通過(guò)納米粉末和薄膜的制造和應(yīng)用，把精密制造技術(shù)推廣到整個(gè)包裝印刷產(chǎn)業(yè)中去。

納米包裝印刷產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)展望

包裝印刷行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的份額已排在第十四位，年產(chǎn)值超過(guò)3000億元，年增長(zhǎng)15%左右。無(wú)疑，我國(guó)已是世界包裝大國(guó)，但還不是包裝強(qiáng)國(guó)。環(huán)保、IT技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合將是本學(xué)科發(fā)展的方向。

納米包裝產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)是包裝材料與包裝技術(shù)。就目前的情況而言，納米技術(shù)在包裝中的研究及應(yīng)用基本上還剛起步，然而，納米技術(shù)必將成為世界包裝領(lǐng)域的“制高點(diǎn)”。過(guò)去，我國(guó)包裝工業(yè)的一些先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)材料、先進(jìn)技術(shù)，大多是依靠進(jìn)口。納米技術(shù)的出現(xiàn)，將為我國(guó)包裝工業(yè)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新帶來(lái)機(jī)遇，我們必須加快技術(shù)創(chuàng)新的進(jìn)程，力爭(zhēng)走在世界的前列。納米，將圓我包裝強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)。

與任何技術(shù)產(chǎn)生后的影響一樣，市場(chǎng)對(duì)納米技術(shù)非常關(guān)注。目前，全球納米技術(shù)營(yíng)業(yè)額已經(jīng)超過(guò)500億美元/年。納米科技將徹底改變目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，并孕育著巨大的商機(jī)。根據(jù)斯坦福商業(yè)信息咨詢公司的《納米技術(shù)》報(bào)告，到2010年全世界納米材料的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過(guò)2000億美元，很快就將展現(xiàn)給人們一個(gè)多夢(mèng)的時(shí)代。

盡管科學(xué)界與企業(yè)界都做了大量努力，但兩者的接觸渠道還不夠通暢，企業(yè)界對(duì)納米科技的認(rèn)識(shí)還有待逐步提高。納米技術(shù)畢竟是高科技，在轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中需要成熟的技術(shù)，對(duì)這些在材料合成和材料添加方面的成熟技術(shù)，需要與企業(yè)工藝流程相吻合。于是，一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)———納米產(chǎn)業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生。

對(duì)細(xì)微處顯神奇的納米技術(shù)，在制造行業(yè)里，有人把納米稱為“工業(yè)味精”。因?yàn)�，把納米顆粒撒入許多傳統(tǒng)材料中，可以改進(jìn)或獲得一系列的新功能，出現(xiàn)令人叫絕的舊貌換新顏，這種改進(jìn)并不見(jiàn)得昂貴，但卻使產(chǎn)品更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

要用納米技術(shù)改變包裝印刷企業(yè)的原有產(chǎn)品和制造技術(shù)是非常不易的。實(shí)際上，作為制造技術(shù)，納米技術(shù)可以制造出許多出人意料、具有全新特性、全新功能的產(chǎn)品。比如，以“白堊和貝殼”為例，這兩種東西質(zhì)地相同，都是碳酸鈣，但是在硬度上一個(gè)脆，一個(gè)非常硬，具有完全不同的性質(zhì)。從這種考慮出發(fā)，利用納米技術(shù)制造工藝，就有可能提高它們的質(zhì)地。所以，納米技術(shù)不僅僅只是提高質(zhì)地的手段，而且可以作為重要的制造技術(shù)，這也是今后企業(yè)發(fā)展的重要課題之一。從日本關(guān)西地區(qū)的成功企業(yè)來(lái)看，幾乎都與研究或使用納米技術(shù)有關(guān)，所以對(duì)日本企業(yè)來(lái)說(shuō)，納米技術(shù)的應(yīng)用與否是使企業(yè)間產(chǎn)生差別的非常有效的手段。日本有位科學(xué)家甚至說(shuō)：“今后與納米技術(shù)毫無(wú)關(guān)聯(lián)的企業(yè)，必定會(huì)走向崩潰。”

為了使我國(guó)包裝界在21世紀(jì)的納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中占有一席之地，從前沿性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性來(lái)考慮，當(dāng)前要繼續(xù)做好基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的銜接和成果的轉(zhuǎn)化，研究納米合成、納米添加對(duì)傳統(tǒng)包裝印刷材料改性和技術(shù)改造，擴(kuò)大納米材料在包裝印刷的應(yīng)用范圍，提升高新技術(shù)含量，搶占產(chǎn)業(yè)先機(jī)，實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。很明顯，誰(shuí)要在21世紀(jì)站在世界最高新技術(shù)領(lǐng)域的前沿，誰(shuí)就應(yīng)該在納米科技領(lǐng)域領(lǐng)先一步。

目前在我國(guó)，納米包裝印刷材料的改性更貼近于應(yīng)用，要找到納米技術(shù)的應(yīng)用與現(xiàn)實(shí)技術(shù)體系的結(jié)合點(diǎn)，使納米技術(shù)得到盡快的應(yīng)用。國(guó)家973納米領(lǐng)域首席科學(xué)家說(shuō)：“納米塑料將是我國(guó)最有希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的納米技術(shù)之一。”在包裝印刷領(lǐng)域有：納米油墨、納米顏料、納米紙、納米薄膜、聚合物基納米復(fù)合材料、納米發(fā)光材料、納米抗菌包裝、納米黏合劑、納米防偽印刷、納米軍品防護(hù)包裝、納米綠色包裝、納米光刻印刷技術(shù)、納米磁印刷等都已經(jīng)獲得突破，有些已經(jīng)初步產(chǎn)業(yè)化，納米材料和納米結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)手段基本齊全，已達(dá)到20世紀(jì)90年代末的國(guó)際先進(jìn)水平。

為此，下一步必須加快引進(jìn)、消化、吸收與創(chuàng)新相結(jié)合，以重點(diǎn)示范企業(yè)為突破口，推動(dòng)納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重點(diǎn)建設(shè)若干推廣示范企業(yè)，引進(jìn)若干納米新技術(shù)和新產(chǎn)品，尋找若干納米技術(shù)依托研究單位。由從事納米技術(shù)包裝印刷應(yīng)用研究的高等院校、研究機(jī)構(gòu)的專家及開(kāi)發(fā)納米技術(shù)、納米材料包裝印刷應(yīng)用的企業(yè)家，共同組建“全國(guó)納米技術(shù)包裝應(yīng)用研究會(huì)”，隸屬于中國(guó)包裝聯(lián)合會(huì)，承擔(dān)全國(guó)范圍的納米技術(shù)包裝印刷應(yīng)用研究的咨詢、規(guī)劃、技術(shù)培訓(xùn)、研究課題及納米包裝印刷產(chǎn)業(yè)化的協(xié)調(diào)指導(dǎo)等工作。要不失時(shí)機(jī)地導(dǎo)入納米技術(shù)，率先打開(kāi)納米級(jí)包裝印刷領(lǐng)域的大門(mén)。

納米技術(shù)和納米材料的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，為中國(guó)包裝界提供了一個(gè)千載難逢的大好時(shí)機(jī)，機(jī)不可失，時(shí)不再來(lái)。對(duì)于行使全國(guó)包裝行業(yè)管理職能的中國(guó)包裝聯(lián)合會(huì)來(lái)說(shuō)，責(zé)無(wú)旁貸，必須緊緊抓住這次機(jī)遇，堅(jiān)持“有所為，有所不為”的原則，突出重點(diǎn)，強(qiáng)化支持，狠抓數(shù)年，必有成效。

“試看明日之包裝，竟是納米的天下。”

西方有句格言：“機(jī)遇永遠(yuǎn)落在有準(zhǔn)備的人們頭上。”一位納米科技專家的至理名言：“發(fā)達(dá)國(guó)家尚處在納米科技產(chǎn)業(yè)化的前夜，我國(guó)存在跨越式的發(fā)展機(jī)遇。”面對(duì)我們國(guó)家處于跨越式的納米科技產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展機(jī)遇時(shí)，中國(guó)包裝印刷界準(zhǔn)備好了嗎？這是一項(xiàng)意義深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略，必將承載著歷史重任，實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興。