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包装与纳米技术上

2021年07月29日 昭通机械设备网

包装与纳米技术(上)

一、纳米技术概要

纳米技术(Nano-st)是科学家在20世纪50年代提出的构想,80年代末期刚刚诞生,是一门正在崛起的崭新科技。

纳米技术是指在纳米范围(10-9~-7m)内,也即十亿分之一米的微观范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创造新物质的技术与方法。

纳米技术是人类从微观层次上探索世界奥秘的手段与武器。它所研究的领域是人类过去很少涉及的微领域,从而开辟了人类认识世界的新层次。纳米技术以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界,它的最终目标是直接以原子和分子来制造具有特定功能的产品。纳米技术探索和研究的微观世界仅限于人类已经探索的宏观与微观中间的层次,也就是仅限于原子与分子之间,而不是传统科学中的微观——比原子更小的基本粒子,比如中子、介子、质子、超子等。在微观的时空内,上限为一般定义的原子和分子,但下限却是无穷无尽的。在原子、分子和宏观物体之间的中间领域是人们尚未认识和开拓的“处女地”,当前的纳米技术就是在于如何“开垦”这一“处女地”。

我们可以说,纳米技术研究的空间领域是微观时空上的原子和分子。通过纳米技术,人们可以自如地排定物质内的原子和自如地操纵原子。

二、纳米技术是一次新的技术革命

纳米技术已成为一场高新技术的“世纪之战”。

目前,世界上许多国家纷纷制定相关战略和计划,不惜投入巨资抢战纳米技术战略的至高点。美国已将纳米技术研究视为下一次工业革命的核心,仅美国政府在纳米技术基础研究方面的投资,就已从1977年的1亿多美元增加到了2001年的5亿美元,试图在这一前沿领域成为霸主。另外一些著名公司、企业与财团也在密切跟踪纳米技术的研究进展,象杜邦、柯达、惠普、IBM等大公司还专门成立了自己的纳米技术研究队伍。当前,纳米技术研究热潮已遍布全球。

纳米技术之所以成为当前全面研究热点,是因为纳米技术将为人类创造奇迹,它在未来的应用价值将会超过今天的计算机,这也就意味着纳米技术孕育着巨大商机。

请看如下领域中科学家们对纳米技术的预言。

纳米科技研究工作将可能使美国国会图书馆的全部藏书存贮在一个直径仅为0.3米的硅片上。

纳米电子学使量子元件代替微电子器件,巨型计算机将能装入口袋中随身携带。

纳米生物“部件”与纳米无机化合物及其晶体结构“部件”相组合,用纳米电子学控制形成纳米机器人。医生可以应用纳米机器人直接打通脑血栓,清理心脏动脉脂肪沉积物,也可通过把多种功能纳米微型机器注入血管内,进行人体全身检查和治疗。

纳米级药物给药物传输和注射提供了全新的方式和途径,可直接将药物对病变体进行注射医治,以大大提高医疗效果和减少副作用。

纳米技术使易碎的陶瓷材料变成富有韧性,在接近室温时显示良好韧性,而到达180℃时经受弯曲而不破裂,纳米技术成为解决陶瓷脆性的战略途径。

纳米技术可使良导体金属材料变成非金属材料;纳米技术可使典型的绝缘体电阻大大下降而失去绝缘体特性;纳米技术可使磁性材料失去磁性。由此种种产生了全新概念的纳米材料。

纳米技术在军事上的应用更是神奇莫测。最典型的是军用武器的隐身材料,这种隐身材料就是利用纳米技术制造出来的。例如1991年的海湾战争中,美国第一天出动的战斗机躲过了伊拉克严密的军事雷达监视网,迅速到达伊拉克首都巴格达上空,很快摧毁了巴方的电报大楼和其它军事目标,在历时40天的战斗中,美军飞机飞行架达1270架次,使伊军95%的重要军事目标被毁,而美军飞机无一受损,当时一度震惊世界。伊方军事雷达监视系统对美军飞机束手无策,就是美军飞机上涂覆了一层纳米隐身材料。

三、纳米技术在包装技术领域中的应用

纳米技术在包装领域中的应用目前尚未被人们所重视,其实纳米技术在包装领域中具有广阔的应用前景,在包装材料、包装技术中,纳米技术的价值将不可估量。就纳米技术的神奇功能与特性,可从如下几个方面加以分析。

1.消除静电提高包装与印刷速度和效果

金属纳米微粒具有消除静电的特殊功能。我们可以利用纳米技术的这一特性,将纳米微粒涂覆在包装与印刷材料表面,以消除在高速全自动包装机或印刷机上输送包装与印刷材料时所产生的静电,从而大大提高包装与印刷速度。另外,由于静电的消除,使得包装与印刷材料表面不再吸引灰尘,而使得材料表面不再沾灰尘增加摩擦导致擦伤,同时也使印刷表面无静电吸尘而提高印刷效果。因此,纳米技术可通过其静电消除特性而大大提高包装与印刷效果。

2.消毒杀菌提高包装品质和增加货架寿命

在包装材料(如塑料及复合材料)中加入纳米微粒,使其产生了除异味、杀菌消毒的作用。现在我们一些企业就是利用这一技术特性,将纳米微粒加入到冰箱材料(塑料)中,生产出了可抗菌的冰箱,使存放于冰箱内的食物大大延长了保存期,使用户不用过于担心食品腐败。同样也可将纳米微粒加入纸、塑及复合材料中用于包装食品,可提高包装食品的货架寿命。(未完待续)

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