納米科學(xué)技術(shù)是20世紀(jì)80年代末誕生并迅速崛起的高新科技，它的基本含義是在納米尺寸(即0.1~100nm)范圍內(nèi)認(rèn)識和改造自然，通過直接操作和安排原子、分子運動規(guī)律和特性，創(chuàng)造新物質(zhì)的技術(shù)方法。這意味人們可生產(chǎn)極純的材料和豐富多采的新產(chǎn)品。
納米技術(shù)的特性
「納米」是英文namometer的譯名，1納米為10億分之一米，大約只有45個原子串起來那么長，納米結(jié)構(gòu)通常指尺寸在100納米以下的微小結(jié)構(gòu)。目前，納米科技研究主要在納米材料方面，納米材料指其晶粒大小在1~100納米范圍的物質(zhì)。研究表明，當(dāng)材料粒子進入納米級粒子時，本身就具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等特性。由于納米粒子的尺寸已接近光的波長，加上其具有大表面的特殊效應(yīng)，其所表現(xiàn)的特性如熔點、磁性、光學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性等往往不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時所表現(xiàn)的特性。
納米技術(shù)在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用
1.納米紙
傳統(tǒng)紙張所用的樹木、竹、麻等纖維較粗，而涂料、充填物的顆粒較大，令普通紙具有怕水、怕潮等缺點，柯式印刷紙張和靜電復(fù)印紙雖有防水、防潮等功能，但書寫不便。納米技術(shù)在造紙業(yè)應(yīng)用愈益廣泛。目前木纖維只能加工到微米(100~1000nm)的水平，由于木材的細胞直徑相對較粗，通過木材納米技術(shù)可改變木材細胞結(jié)構(gòu)和控制細胞生長，就可能改變木材的特性。將木材加工到納米級，木材原來的細胞結(jié)構(gòu)將被破壞，纖維組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，纖維素、半纖維素和木素可在加工過程中用機械方法分離，這樣就可以大大提高制槳率和降低制槳造紙工業(yè)對環(huán)境的污染。
在造紙涂料中，將納米碳酸鈣應(yīng)用于涂布白紙板涂料中能有效改善白紙板的性能。納米碳酸鈣的加入有利于涂層幾種重要性能指針的提高，如IGT值、K&N油墨吸收性、平滑度等。
目前，納米技術(shù)在造紙工業(yè)中的利用已開始進入實用性生產(chǎn)，例如：河南銀鴿公司和華中師范大學(xué)納米科技研究院采用國際最先進的納米技術(shù)，在普通紙表現(xiàn)制備納米結(jié)構(gòu)層，成功研制防水納米紙。它除保持紙張原有的書寫、復(fù)印功能，還具有普通紙不具備的超級疏水性和防潮、提高印刷表面強度、降低伸縮率的特殊性能。
2.納米油墨
油墨細度與印刷品質(zhì)量有密切關(guān)系。油墨細度愈好，著色力愈強，印刷品的網(wǎng)點也愈清晰和飽滿有力。國內(nèi)近來被科技部評為國家重點新產(chǎn)品的納米級透明氧化鐵系列顏料已開發(fā)成功。納米金屬微�？晌杖抗獠ǘ棺陨沓屎谏�，同時對光亦有散射作用。將納米金屬微粒添加到黑色油墨中，可提高黑色油墨的純度和密度。另半導(dǎo)體納米粒子表面經(jīng)化學(xué)修飾后，粒子周圍的介質(zhì)可強烈影響其光學(xué)特質(zhì)，表現(xiàn)為吸收光譜發(fā)生紅移或藍移。如把它們分別加入黃色和青色油墨中制成納米油墨，可增加黃墨和青墨的純度，令印刷品層次更豐富。如今，借助高新技術(shù)可將油墨中各種成分(如樹脂、顏料、填料等)制成納米級原材料，因它們高度微細而具有很好流動與潤滑性，可達到顏料用量少反而遮蓋力高的效果。若用于UV油墨中，可加快固化速度，并消除墨膜的收縮起皺現(xiàn)象。納米級碳墨具有導(dǎo)電性，對靜電具很好的屏蔽作用，若加入油墨便可制成導(dǎo)電油墨。在導(dǎo)電油墨中將如Ag制成納米級而代替微米級Ag，可節(jié)省50%的Ag粉，這種墨可直接印在陶瓷和金屬上，墨膜層薄且均勻光滑；若將Cu、Ni材料制成0.1~1μm的超微顆粒，可代替鈀與銀等貴重金屬導(dǎo)電。將納米與防偽技術(shù)結(jié)合，將開辟防偽油墨另一個廣闊天地。
有些納米粉微�？勺约喊l(fā)光，如「－N≡N－」納米微粒等，經(jīng)幾分鐘光照就能在黑暗中自行發(fā)光12~24小時以上，其發(fā)光強度和維持時間是傳統(tǒng)熒光材料的30倍以上，且材料本身無毒、無害，不含任何放射性元素。又因納米微粒具有很好的表面濕潤性，它們吸附于油墨的顏料顆粒表面，可大大改善油墨的親油和可潤濕性。
3.納米陶瓷網(wǎng)紋輥
所謂納米陶瓷，是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級尺度的陶瓷材料，從而令材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高。我們知道，激光雕刻的陶瓷網(wǎng)紋輥目前在柔版印刷中應(yīng)用非常普遍，它被認(rèn)為是柔版印刷提高質(zhì)量的關(guān)鍵所在。窄幅柔性版印刷機和UV油墨柔印機，幾乎已全部采用陶瓷網(wǎng)紋輥。從柔印發(fā)展來看，陶瓷網(wǎng)紋輥最終將全部淘汰金屬網(wǎng)紋輥。英國著名材料專家Cahn指出納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。對柔版印刷用的網(wǎng)紋輥來說，用等離子熱噴涂工藝加工網(wǎng)紋輥時，要求在基材表面噴涂出高質(zhì)量的陶瓷涂層，涂層硬度范圍須為HV300~1300，一般孔隙率必須低于1%，對高于1200線的網(wǎng)紋輥，其孔隙率須低于0.5%，且要保證涂層結(jié)構(gòu)均勻、高硬度、高密度等，而納米陶瓷中的納米特性能改善陶瓷硬度、韌性、耐磨度，這就為雕刻優(yōu)良的網(wǎng)紋輥打下基礎(chǔ)。
總之，納米作為近年來研究發(fā)展迅速的高新技術(shù)，它在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用也將和其它領(lǐng)域一樣，在深度和廣度上不斷發(fā)展。
4.納米包裝材料
納米技術(shù)對包裝產(chǎn)品進行納米合成、納米添加、納米改性，使其具備納米結(jié)構(gòu)、尺度等包裝新特性。近年來研究最多的是聚合物基納米復(fù)合材料。如納米復(fù)合塑料包裝材料，它與傳統(tǒng)塑料包裝材料相比，可塑性、耐磨性、硬強度等性能都有明顯提高。此外，聚脂PET和PBT納米塑料亦具有阻燃性能，阻隔性較純等特點，可代替價格較高的PBT樹脂，符合包裝食品要求。
