纳米材料或纳米微粒与包装印刷相关的特性很多，且很多特性与包装印刷技术相结合，将会使包装印刷获得良好的品质。

　　纳米技术与包装相关的直接与间接特性归纳起来主要有4种。

　　1、表面效应

　　纳米材料（粒子）的表面效应表现为：表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度增加，粒子的表面能及表面张力也随之增加，从而引起纳米粒子性质的变化。纳米粒子的表面原子所处的晶体场环境及结合能与内部原子有所不同，存在许多悬空键，并具有不饱和性质，因而极易与其他原子相结合而趋于稳定，也就是说，纳米材料具有很高的化学活性。

　　包装印刷技术的重点课题之一就是解决材料的表面及深层技术与工艺问题，如果能巧妙而科学地应用纳米材料的表面效应，将具有重大的价值和意义。

　　2、界面效应

　　纳米材料的表面效应中，最有代表性的量化值是纳米微粒表面的原子数占其纳米微粒总原子数的99％，而且表面原子处于严重的缺位状态，因此活性极高，极不稳定，很容易与其他原子结合，从而获得新的效应，这在包装印刷或包装印后处理上也是十分重要的，利用这种界面效应，可使印刷表面和上光表面更加致密，强度更好。这是包装印刷技术领域中一直在苦苦寻求的技术和方法。　

　　3、小尺寸效应

　　小尺寸效应指材料的超微颗粒尺寸不断减小，在一定条件下，会引起材料宏观物理、化学性质的变化。

　　当微粒尺寸与光波的波长、传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度或穿透深度等物理特征相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，导致声、光、电、磁、热、力学等特性均会呈现与原来材料不同的效应。例如：吸光能力显著增加，并产生吸收峰的等离子共振频移；磁有序态转变为磁无序态；超导相变为正常相；声子谱发生改变；强度、硬度大幅度提高；熔点大大降低，光热与光电转换能力增强等。

　　4、特殊的磁效应与化学效应

　　纳米粒子的特殊效应是我们制作磁记录器件和磁卡印刷的关键。

　　经研究发现，许多生物（如鸽子、蝴蝶、蜜蜂等）体中含有超微磁性颗粒，它们就是靠体内的超微磁性颗粒在地磁场中辨别方向，从而具备了记忆回归路线的本领。实际上，磁性微粒是一种生物罗盘，生活在水中的趋磁细菌就是靠它游向营养丰富的水底的。研究表明，生物体内的磁微粒是大小为20mm的磁性氧化物。

　　一般而言，磁微粒尺寸越小其磁性就越大，但20mm的纯铁粒子的矫顽力反而又降到零，表现出所谓的超吸磁性。在现代科学生活中，利用超微粒子（纳米微粒）具有高矫顽力的性质，已制成高储存密度的磁记录粉，用于磁带、磁盘、磁卡及磁性钥匙等产品。

　　纳米粒子的特殊化学效应主要表现在其惊人的化学活性上。纳米粒子不仅可具有常规材料所没有的催化性能，还可以有特征反应，在提高催化反应痴心妄想，优化反应路径，提高反应速度和定角度等方面提供了新的途径，这是因为纳米粒子的比表面积大，活性位置增加，且其电子结构随尺寸的变化会导致其催化选择性发生变化的缘故所致。我们可以根据这一点，在制取包装印刷材料过程中增大材料的孔隙率或消除孔隙，或者为了进行低温掺杂以及其他工艺而保留一些孔，或使不同材料相互之间完全致密。这些在包装印刷材料（如油墨、表面涂料、上光剂等）的加工过程中都是十分有用的。

　　纳米技术在包装印刷领域中的应用与开发，主要是利用不同纳米粒子与包装印刷材料相结合，并针对包装印刷材料及技术中存在的一些重大技术难题，找到解决问题的方法，最终形成可能的技术与包装印刷产品。

　　纳米技术在包装印刷上的应用与开发，尚缺乏研究，也尚未引起人们足够的重视，其实纳米技术在包装印刷领域中有着广泛的应用前景和无限的商机。

　　1、消除静电，提高印刷与包装速度和质量

　　金属纳米微粒具有消除静电的特殊功能，我们可以利用这一特性，用特殊的工艺将纳米微粒涂覆于包装印刷材料表面，或在包装印刷材料中加入特定材料的纳米微粒，以消除包装印刷材料在高速全自动包装机或印刷机上输送时产生的静电，从而大大提高包装与印刷的速度。

　　另外，通过加入纳米微粒消除包装印刷材料的静电后，可使其表面不再吸尘和沾污，最终使得包装印刷材料表面不会再因吸附灰尘而导致擦伤，也使印刷与包装效果得到提高。

　　2、简化或取消塑料印刷的表面预处理工艺

　　人们对塑料包装印刷效果的很多要求，如：印刷色彩鲜艳、清晰明快、层次丰富、立体感强以及墨层牢固，经得起流通过程中的各种撞击和摩擦，墨层不脱落，长时间不褪色等，对于纸包装印刷来说是很容易实现的，而塑料包装印刷却很难保证。这是因为作为承印材料的塑料薄膜（如聚乙烯、聚丙烯及其复合材料）表面光滑，不像纸张那样具有毛细孔，从而也就不易接纳油墨的浸润，对油墨及涂料的吸附能力极差，所以，一般不经过表面处理的塑料薄膜印刷质量很差，甚至根本就无法正常印刷，因此，目前国内外在印刷塑料薄膜前都必须进行一道表面预处理工艺，使塑料薄膜表面对油墨具有粘着力。这种表面处理工序既增加了生产塑料包装的工艺难度和印刷成本，同时还产生了二次污染。

　　利用纳米材料的表面效应和界面效应，便可解决塑料包装印刷中的上述难题，从而简化或取消塑料薄膜印刷前的表面预处理，具体就是在制膜时，在塑料成分（树脂及助剂等）中加入特殊的纳米微粒，使塑料薄膜的表面能增加，使表面原子处于严重缺位状态，并使塑料薄膜表面具有不饱和性，且活性增强。这样，在印刷或进行表面涂布处理时，这样的塑料包装材料在进行印刷与表面整饰处理时，不进行表面处理就能获得致密和高强度的表面质量。

　　3、突破现有光刻印刷技术难题

　　光刻印刷技术一直广泛用于精密微小元器件表面的线路图印刷，线路图的微小和精细程度主要取决于投射到光刻胶上的波长和所使用的光学系统，随着电子元器件越来越微小、精密，使得传统的光刻印刷技术已无法胜任了。

　　虽然随着科学技术的发展，光学镜片和光刻胶在不断改进，电子元器件上的线路图也可以印得越来越小了，但纳米技术的应用使得电子元器件和其他元件的体积也越来越微小，现有的光刻印刷技术将很难完成其线路与图案的刻绘。为此，人们在光刻印刷技术上将采取如下三大战略措施，这三大措施都是建立在纳米技术上的。

　　（1）改进紫外线平版印刷技术

　　紫外线平版印刷所用的波长为13mm左右，但这种波长的光能被我种材料吸收，必须通过改进目前所用的镜片和掩膜来实现紫外线平版印刷。

　　（2）近X射线平版印刷

　　这种印刷与通常的光刻印刷技术有很大的区别。近X射线印刷中，图形直接被掩膜投在光刻胶上，掩膜和光刻胶需靠得很近，但又不接触。

　　（3）电子束印刷

　　电子束印刷是应用一种带电核的粒子束在光刻胶上绘出线路图，其波长为0.01mm。此技术已开始应用，但绘制复杂图形耗时太久，最近美国的新泽西州开发出了快速描绘方法与技术，简称限制角度投影散射电子束平版印刷，可使复杂的微细图案一次描成，提高了绘制速度。

　　上述三种新的与纳米技术相关的光刻技术对光刻胶的性能和功能提出了许多新的要求。如：为了提高绘制图案线路的保真度，其光刻胶应满足非线性辐射要求，而且光刻胶在辐射能低时无反应，而在辐射强度较高时有强烈反应。这些都有待于化学家和光学专家们的努力攻关。

　　4、取代传统化学颜料，生产高级印刷油墨

　　早在1994年，美国的马萨诸塞州XMX公司就已申请并获得了一项用于生产印刷油墨的，颗粒均匀的纳米微粒的专利，该专利技术得出了一种全新概念的油墨颜色配比与生产技术，已不再采用传统的颜料配色，而是选择适当体积的纳米微粒来得到各种不同的颜色。目前XMX公司正准备设计制造一套商业化的生产系统，来配制生产各种色彩的油墨。

　　此外，除纳米微粒的体积可改变印刷油墨的颜色外，纳米技术应用后生产出的油墨还具有更好的表面平滑效果，更强的吸附能力和更高的表面强度。这些都是由纳米材料所具有的特性决定的。因此，纳米技术为油墨性能的提高、油墨生产中配色工艺的简化创造了良好的条件。

　　5、制取具有良好抗水和抗油性的包装材料与上光涂料

　　利用纳米技术中的双疏性处理技术，可使各种印刷后（或不印刷）的包装产品对水和油产生双疏性。

　　产生双疏性的原理是：在特定的表面上建造纳米尺寸的几何形状互补结构，由于纳米尺寸的低凹表面所吸附的气体原子能够稳定存在，就相当于在宏观界面上涂有一层稳定的气体薄膜，所以油和水就无法与材料的表面直接接触从而使材料的表面呈现出双疏性。

　　目前我们对纸及各种纤维类包装材料表面进行一光与覆膜，其目之一就是为了使之具有双疏性。

　　利用纳米技术中的表面双疏性处理技术，在包装材料表面经特殊工艺建立纳米尺寸几何形状互补结构，或用纳米涂料对包装材料表面进行施胶涂覆，使之实现对水和油的双疏，就可取代现在所用的上光或覆膜工艺，提高包装与印刷的效果和包装制品的性能。

　　除上述5个方面的技术应用与开发外，在包装方面，纳米技术还有很多可应用和开发的领域，如磁性、化学性、隐形性等均可应用于包装印刷，并开发相应的包装与印刷产品，在这里不再分析。

   目前对纳米技术的认识存在很多误区，特别是在包装印刷领域中更为突出。现将存在的问题加以简单归纳。

1、纳米技术并非拿来就能“用”

纳米技术并非像我们现有的包装技术与印刷技术那样拿来就能用。纳米技术利用的是材料尺寸（即材料的纳米微粒）小到1－100nm时的特性突变现象，纳米材料的性能表现出对粒子尺寸的强烈依赖性。这些性能必须在对现有技术与产品深入研究的基础上进行创新应用，需要大量的试验和研究，并不像现在许多媒体宣传的那样，好像拿来就能“用”。

2、纳米技术的确定问题

在应用纳米技术时必须首先确定所用的“纳米材料”是否真的处在纳米级，也就是其材料粒子尺寸是否在1－10nm内。现在很多企业购买了“纳米材料”用于自己的产品创新试验，却并没有向宣传的那样得到纳米材料的性能，这主要是因为很多市场上出售的“纳米材料”并未达到纳米级。对于材料粒子纳米尺寸的测定，现有一般企业和单位都无法完成。由于目前我国对纳米材料的鉴定尚属空白，导致根本无法鉴别一些所谓的“纳米材料”和“纳米产品”的真伪。

3、纳米技术在包装印刷中的应用尚处在探索和设想之中

现在纳米技术在包装印刷领域中的应用技术开发还远未达到实用化，至于真正的应用，还需要等到大量的试验研究之后，现在许多科研院所研究开发的纳米材料只是几种典型的金属纳米材料，而包装印刷中用到的草料更多的则为聚合物、化合物、纤维等。如何使这些材料达到纳米级护或利用纳米技术对其进行改性处理，还需花大量的人力、物力和时间去研究，因此就更谈不上实际应用和产业化了。

4、炒作与创新问题

目前很多产品在宣传上都设法与“纳米”攀亲，其实更多的是一种商业上的炒作，而真正利用纳米技术进行创新不是一时一事的问题，在包装印刷中应用纳米技术是一个综合性的复杂系统工程。但我们坚信，应用纳米技术是包装印刷技术有力的创新手段，一旦在某一个工艺与产品上获得成功，将会导致概念上和品质上的突变与飞跃。