纳米超硬多层膜研究现状及发展趋势
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纳米超硬多层膜研究现状及发展趋势
作者：唐普洪， 宋仁国， 柴国钟， 陈小明， TANG Puhong， SONG Renguo， CHAI Guozhong，CHEN Xiaoming
作者单位：唐普洪,TANG Puhong(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室,杭州,310014;嘉兴职业技术学院机电与汽车分院,嘉兴,314036)， 宋仁国,柴国钟,陈小明,SONG Renguo,CHAI
Guozhong,CHEN Xiaoming(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室,杭州,310014)刊名：
材料导报
英文刊名：MATERIALS REVIEW
年，卷(期)：2008,22(2)
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本文链接：https://www.360docs.net/doc/a210222634.html,/Periodical_cldb200802005.aspx
纳米材料在包装中的研究现状
纳米材料在包装中的研究现状 纳米是一种长度计量单位，翻译成英文是“nanometer”，是微观世界的单位长度。纳米技术是诞生于20世纪80年代末的新兴技术，是研究结构尺寸为1～100nm 的物质的工程技术。作为一种新兴技术，纳米科技受到广泛的关注。纳米技术已经在物理、医药、化工、电子科技、材料制造、能源与环境、生物科技、农业开发等领域展开。 如今，随着纳米技术在科技领域越来越活跃，也广泛地应用到了包装领域中。纳米技术作为包装领域的新兴技术，研究其在包装中的应用，能够推动包装工业快速发展。纳米材料相比于普通材料，大大增强了食品的保鲜期限，满足了消费者对食品新鲜程度的需求，纳米包装材料还减小了物品在运输当中的安全隐患，有些纳米材料也应用在包装机械的部件中。因此，研究纳米材料在包装领域的应用，能改善包装领域的局限，完善包装领域的不足，满足人们的需求，方便人们的生活。 纳米包装材料 纳米包装材料是指通过纳米技术将分散相尺寸为1～100nm的纳米颗粒或晶体，与其他包装材料通过纳米合成、纳米添加、纳米改性等方式加工成为具备纳米结构、纳米尺
度及特异功能的新材料。纳米包装则是指应用纳米技术，采用纳米复合包装材料，使包装具有超级功能或奇异特性的一类包装总汇。纳米包装改变了传统包装技术，通过有效地利用原子、分子赋予材料的新特性，改变包装材料的功能从而满足特种包装的需求。与传统包装材料相比，纳米包装材料具有良好的机械性、优异的物理化学性能、优良的加工性能以及环保性能。 纳米材料具有稳定性、可塑性、阻隔性，能够杀菌消毒、去除异味、降低食物中营养物质受自身酶的分解和空气氧化的程度，有效地保持了包装食品的新鲜度，延长了包装食品的保质期，同时可以降低食品中营养成分的流失。 1.纳米抗菌包装材料 纳米抗菌薄膜是在聚烯烃薄膜中加入无机纳米抗菌剂 和增效剂，利用金属离子作用和光催化作用，使菌体变性或沉淀，遇水还可对细菌发挥更大的杀伤力，其吸附力和渗透力很强，此包装材料广泛应用于液体奶、饮料等无菌包装中。在尼龙66中掺入一种特殊的纳米黏土复合材料，改性后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有明显的杀伤效果，同时降低了生产成本，目前应用于食品等高档包装薄膜的生产。 日本某公司开发了以银沸石为母料的新型无机抗菌剂，其抗菌效果持续的时间长，不会对包装物产生影响，加工稳定性高，对环境无污染，广泛应用于熟食类、水产品和液体
(完整版)纳米抗菌材料国内外研究现状
1.国内外研究现状和发展趋势 （1）多尺度杂化纳米抗菌材料的国内外研究进展 Ag+、Zn2+和Cu2+等金属离子具有抗菌活性，且毒性小、安全性高而被广泛用作抗菌剂使用。但是，由于其存在易变色、抗菌谱窄、长效性差、耐热性和稳定性不好等缺点而成为其进一步发展的障碍。相比而言，纳米银、纳米金、纳米铜、纳米氧化锌等纳米材料则可以在一定程度上克服这些问题。例如纳米银，在抗菌长效性和变色性方面均比银离子（多孔纳米材料负载银离子）抗菌剂有显著改善，而且其毒性也更低（Adv. Mater. 2010）；关于其抗菌机理，被认为是纳米银释放出银离子而产生抗菌效果（Chem. Mater 2010，ACS Nano 2010）。纳米金也有类似的效果（Adv. Mater. Res.2012），尽管活性比纳米银稍差，但其对耐药菌株表现出良好的抗菌活性(Biomaterials 2012)。铜系抗菌材料可阻止“超级细菌”（NDM-1）的传播（Lancet Infec.Dis. 2010）。活性氧化物是使用时间最长、使用面最广泛的一类长效抗菌剂，其中氧化锌是典型代表，特别是近年来随着纳米技术的发展，一系列低维结构氧化锌的出现，为氧化锌系抗菌材料提供了极大的发展空间，由于其良好的安全性，氧化锌甚至可用于牙科等口腔材料（Wiley Znter Sci.，2010）。本项目相关课题组多年的研究发现，ZnO的形貌差异、结构缺陷和极化率等都会影响其抗菌活性（Phys. Chem. Chem. Phys. 2008）；锌离子还可以与多种成分杂化，产生协同抗菌活性而提高其抗菌性能（Chin. J. Chem. 2008, J. Rare Earths 2011）。 利用杂化纳米材料结构耦合所带来的协同作用提高纳米材料的抗菌活性是近年来的研究热点。例如：纳米铜与石墨烯杂化体系中存在显著的协同抗菌作用（ACS Nano2010）。用络氨酸辅助制备的Ag-ZnO杂化纳米材料，表现出良好的抗菌和光催化性能（Nanotechnology 2008）；但是Ag的沉积量过大，催化活性反而有所降低（J. Hazard. Mater. 2011）。以壳聚糖为媒质，通过静电作用合成得到均匀的ZnO/Ag纳米杂化结构，结果显示，ZnO/Ag纳米杂化结构比单独的ZnO 和单独纳米Ag的抗菌活性都高，表现出明显的协同抗菌作用（RSC Adv. 2012）。Akhavan等用直接等离子体增强化学气相沉积技术，结合溶胶-凝胶技术把锐钛
纳米材料的研究进展及其应用全解
纳米材料的研究进展及其应用 姓名：李若木 学号：115104000462 学院：电光院
1、纳米材料 1.1纳米材料的概念 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著不同。 1.2纳米材料的发展 自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段： 第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。 第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。 第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。
2、纳米材料：石墨烯 2.1石墨烯的概念 石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。 另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
当前国内外保鲜技术
当前国际食品保鲜技术 纸箱保鲜法 这是由日本食品流通系统协会近年来研制的一种新式纸箱。研究人员用一种“里斯托瓦尔石”(硅酸岩的一种)作为纸浆的添加剂。因这种石粉对各种气体独具良好的吸附作用，且价格便宜又不需低温高成本设备。具有较长时间的保鲜作用，而且所保鲜的果蔬分量不会减轻，所以很受商家欢迎。 微波保鲜法 这是由荷兰一家公司对水果、蔬菜和鱼肉类食品进行低温消毒的保鲜办法。它是采用微波在很短的时间(120 秒)将其加热到72℃，然后将这种经处理后的食品在0－4℃环境条件下上市，可贮存42－45 天，不会变质，十分适宜淡季供应“时令菜果”。 陶瓷保鲜袋 这是由日本一家公司研制的一种具有远红外线效果的果蔬保鲜袋，主要在袋的内侧涂上一层极薄的陶瓷物质，于是通过陶瓷所释放出来的红外线就能与果蔬中所含的水分发生强烈的“共振”运动，从而对果蔬起到保鲜作用。 烃类混合物保鲜法 这是英国一家塞姆培生物工艺公司研制出的一种能使梨、葡萄、番茄、辣椒等果蔬贮藏寿命延长1 倍的“天然可食保鲜剂”。它采用一种复杂的烃类混合物。在使用时，将其溶于水中成溶液状态，然后将需保鲜的果蔬浸泡在溶液中，使果蔬表面很均匀地涂上一层液剂。这样就大大降低了氧的吸收量，使果蔬所产生的CO2 几乎全部排出。因此，保鲜剂的作用，酷似给果蔬施了“麻醉药”，使其处于休眠状态。 电子技术保鲜法 它是利用高压负静电场所产生的负氧离子和臭氧来达到目的。负氧离子可以使果蔬进行代谢的酶钝化，从而降低果蔬的呼吸强度，减弱果实催熟剂乙烯的生成。而臭氧是一种强氧化剂，又是一种良好的消毒剂和杀菌剂，既可杀灭消除果蔬上的微生物及其分泌毒素，又能抑制并延缓果蔬有机物的水解，从而延长果蔬贮藏期。 加压保鲜法这是由日本京都大学研制成功的利用压力制作食品的方法。蔬菜加
纳米复合材料最新研究进展与发展趋势
智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化，通过自我判断得出结论，并自主执行相应指令的材料，仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴，通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素：感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ，集合了传感、控制和驱动功能，能适时感知和响应外界环境变化，作出判断，发出指令，并执行和完成动作，使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力，是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域，智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性，来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域，智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域，智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果，航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物（FRP）与光纤光栅（OFBG）复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中，可以有效地检测混凝土的裂纹和强度，而且它可以根据需要加工成任意尺寸，十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状，同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物（Shape-Memory Polymer）智能复合材料的研究 形状记忆聚合物（SMP）是通过对聚合物进行分子组合和改性，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始态。至此，完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环，聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200％，是可变形飞行器
塑料包装材料行业现状及发展趋势分析【可编辑版】
塑料包装材料行业现状及发展趋势分析 塑料包装材料行业现状及发展趋势分析 公司、佛山杜邦鸿基包装材料公司以新的面貌在行业中起着重要作用。此外，外资企业的进入，增加了行业竞争对手，使国内企业进一步感受到优胜劣汰竞争机制的作用。因此，只有增加实力做强做大，提高质量，创名牌，才能在竞争中赢得主动。 二、塑料包装行业的特点 1.新型聚酯包装独领风骚。最引人注目的是聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）的应用。这是一种“新型聚酯”包装材料，具有良好的阻气性、防紫外线性和耐热性。市场分析人士预计，不久的将来，PEN将会大量进入包装领域，引发PET之后的又一次包装革命。 新型降解塑料受到关注。随着国际环境标准ISO14000的实施，新的降解塑料倍受人们关注。其中，德国巴斯夫公司推出了品牌为ECOHEXD的脂肪族二醇与芳香族二羧酸聚合的降解聚酯树脂，可用于薄膜生产。 3.企业大力发展茂金属塑料。茂金属聚合物具有诸多优点，如加工性能好、高强度、高刚性及透明性好等，因而受到人们的极大关注，并因此了推出了许多新品。茂金属塑料将直接冲击PP、MDPE、LLDPE、弹性体塑料市场,适用于食品包装、医药包装、收缩薄膜及卫生用品等方面。 4.发泡塑料走向零污染。在这方面，意大利A－MUT公司研制出的挤出发泡PP片材是泡沫塑料产品的最新发展。它应用MOH－TELL公司的高粘度树脂、高熔体强度聚丙烯（HMSPP）、PP均聚物与低ODP化学
发泡剂配合，生产出具有细小微孔而且均匀分布的发泡聚丙烯片材（EPP）。发泡PP所用HMSPP仅占1 5，具有极大的经济意义和环保意义。与同类产品相比，这种发泡塑料产品密度低，可以节约20的原材料。 三、塑料包装行业在国民经济中的地位塑料是塑料，橡胶，合成纤维三大合成高分子材料中应用量最大，应用面最广的一种材料，其应用面已深入到国民经济的各个领域，现在世界塑料年产量已逾1。6亿吨，然而，在各个不同领域中，对塑料制品的消费量，还存在着较大的差异，目前塑料制品应用最多的领域是包装行业与建筑行业，其中包装塑料制品雄居首位，占塑料制品总量的30，比塑料建材总量高出近十个百分点，较其他方面的应用更占有明显的优势。就包装材料而论，塑料包装材料已远远超过玻璃，金属，木材等传统的包装材料，仅次于纸制品而居第二位，就发展速度而论，塑料包装材料业已超过其他各种包装材料而居首位。不言而喻，塑料包装材料在整个国民经济中，具有十分重要的地位。然而塑料和其他传统的包装材料相比，毕竟还是一个应用于时间很短的后起之秀，它的许许多多潜在的优点尚待开发利用。作为一种新型材料，它在性能上的许多不足与局限，亦有待人们很好的认识，以便在使用中予以避免。因此，需要我们在从事塑料科研，生产与应用的同时，客观地对塑料包装材料进行介绍与评价，从而推动塑料包装材料的进一步发展。 四、塑料包装材料的主要品种及其主要形态 1.塑料包装材料的主要品种： 各
纳米材料的发展及研究现状
纳米材料的发展及研究现状 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。 纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。 纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单
元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。1研究形状和趋势纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基
水果保鲜包装技术研究现状与发展
收稿日期:2011 05 02 作者简介:崔爽(1980-),女,北京人,硕士,重庆工商大学讲师,主要研究方向为包装工艺和包装材料。 研究进展 水果保鲜包装技术研究现状与发展 崔爽 (重庆工商大学,重庆400067) 摘要:介绍了气调保鲜包装技术、保鲜剂封存包装技术、低温保鲜包装技术和功能型材料包装技术的研究现状,并对水果保鲜包装技术的发展趋势进行了分析。关键词:水果;保鲜包装;包装材料 中图分类号:T B484;T S206.6 文献标识码:A 文章编号:1001 3563(2011)15 0127 04 Re se arch State and De ve lo pme nt o f Fruits Fresh ke e ping Packaging Te chno lo gy C UI S huang (Chong qing T echnolog y and Business U niversity,Chong qing 400067,China) Ab stract:T he r esear ch state of f resh keeping techno log ies including modified atmospher e packag ing,preserva tiv e packag ing ,low temper atur e fresh keeping packaging ,and packag ing using functio nal mater ials w ere int ro duced.T he development t rend o f fruits fresh keeping packaging techno log y w as analyzed.Key word s:fruits;f resh keeping packag ing;packag ing mater ial 水果含有多种营养成分,是人体所需维生素、矿物质的主要来源。水果具有生物活性,采后由于生理作用及环境因素的影响很容易萎蔫、腐烂变质,导致其保存期较短。目前,国内外在水果保鲜包装领域采用的技术手段主要有物理和化学2大类,每一类衍生的新技术很多,各种保鲜技术的侧重点不同,但都是从控制呼吸强度、抑制微生物生长繁殖、减缓蒸腾作用和避免机械损伤等方面进行调控[1]。 1 气调保鲜包装技术 气调包装(M odified Atmosphere Packaging )简称M AP,是采用不同于大气组成的混合气体置换包装内水果周围的空气,并利用包装材料的透气性,使水果始终处于适宜的气体环境中。气调包装内气调的建立有主动气调和被动气调2种方式。气调保鲜气体一般由CO 2,O 2,N 2和少量其它气体组成。CO 2具有抑制大多数腐败细菌和霉菌生长繁殖的作用,是保鲜气体中的主要抑菌成分;O 2的作用主要是抑制厌氧菌的生长和维持新鲜水果的有氧呼吸活动;N 2 在气调保鲜包装中充当平衡气体,且有一定的抑菌作用[2] 。其它一些气体也可用于气调包装,如:氩气能够抑制酶的活性,降低呼吸速率,可延长水果保质期。Pietro Rocculi,Santina Romani 等人发现90%Ar,5%O 2和5%CO 2能更好的降低猕猴桃的呼吸强度,保持自然的新鲜颜色[3]。于江等人通过实验证实了氩气M AP 能有效的抑制樱桃的腐烂[4]。 M AP 技术要达到理想的保鲜效果需依赖于以下2个方面: 1)高效的气调保鲜包装设备。气调保鲜包装设备能够根据需要向水果包装内精确地充入一定比例的混合保鲜气体。气体置换率和气体混合精度误差率是设备的2大指标。在发达国家先进气调保鲜包装设备的标准中,要求气体置换率达到99.5%以上,气体混合精度误差率小于2.0%[5]。 2)适宜的包装材料。气调保鲜包装材料必须有适宜的气体透过率。若包装材料对O 2与CO 2的透过率与水果的呼吸速率相匹配,则可使包装内维持果蔬微弱有氧呼吸的气调平衡条件,从而得到较长的保鲜期。水果气调包装常用的塑料薄膜有PE,PP,
纳米材料研究进展
2011年第4期甘肃石油和化工2011年12月 纳米材料研究进展 李彦菊1，高飞2 （1.河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050018； 2.中核第四研究设计工程有限公司，河北石家庄050000） 摘要：纳米材料具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。综述了纳米材料 的分类、特性以及应用领域。 关键词：纳米材料；功能材料；复合材料 1前言 纳米（nm）是一个极小的长度单位，1nm=10-9m。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100nm 这个范围空间，物质的性能就会发生突变，呈现出特殊性能。这种既具有不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。纳米技术正是利用纳米粒子这些特性实现其在各行各业中的特殊应用［1，2］。纳米技术和纳米材料的科学价值和应用前景已逐步被人们所认识，纳米科学与技术被认为是21世纪的三大科技之一。目前世界各国都对纳米材料和纳米科技高度重视，纷纷在基础研究和应用研究领域对其进行前瞻性的部署，旨在占领战略制高点，提升未来10～20年在国际上的竞争地位。我国政府对纳米科技十分重视，先进的纳米产业正在蓬勃发展［3，4］。 2纳米材料的分类 以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1～100nm［5］。在纳米材料发展初期，纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。广义而言，纳米材料是指在3维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。如果按维数［6］，纳米材料的基本单元可以分为3类：①0维，指在空间3维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒，原子团簇等；②1维，指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等； ③2维，指在3维空间中有1维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。按化学组成可分为：纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料［7，8］。按材料物性可分为：纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。按应用可分为纳米电子材料、纳米光电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米储能材料等。纳米材料大部分都是人工制备的，属于人工材料，但是自然界中早就存在纳米微粒和纳米固体。例如天体的陨石碎片，人体和兽类的牙齿都是由纳米微粒构成的［9，10］。 3纳米材料的特性［11，12］ 3.1表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面体 收稿日期：2011-07-05 作者简介：李彦菊（1981-），女，河北廊坊人，硕士，已发表论文10余篇，其中SCI2篇。主要从事纳米材料的研究工作。8
功能性包装薄膜的研究进展_王强强
功能性包装薄膜的研究进展 天津科技大学包装与印刷学院王强强、陈瑞鹏、梁俊 摘要：本文通过传统包装引入了功能性包装的概念，进而引入不同的功能性包装薄膜，对不同的功能性包装薄膜的发展现状、应用情况以及未来的趋势做了详细讨论。要使功能性包装发展的更长远，需要不断进行技术创新、工艺革新，进一步拓宽其应用领域，提升其在高端市场的应用价值，从而在与其他传统包装的竞争中脱颖而出。 关键词：包装；功能性；薄膜 一、前言 目前，中国正在努力实现从包装大国到包装强国的过渡，同时，包装工业的快速增长与低水平投入的现状造成整个包装行业的过度浪费和污染，高耗能，高排放等问题仍然是包装工业可持续发展的瓶颈。 从包装的定义来讲，包装是指“为在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售，按一定技术方法而釆用的容器、材料及辅助物等的总体名称。也指为了达到上述目的而釆用的容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动”。在商品日益充盈的时代，功能性包装应该更加注重细节，尊重客户、关注环境等特点。包装产品的形式必须主动适应销售需要加人机需求。 功能性包装区别于产品的销售包装，极力避开和弱化产品在包装印刷、色彩、图案等有利于吸引消费者购买的设计元素上。因此，功能性包装对材料选择，结构选型，工艺过程，后续的储运方式以及包装材料的回收重用等元素作为主要的考量对象，有助于概念设计阶段从全生命周期的角度全面考察产品包装所涉及的成本要素。 二、功能性包装薄膜 目前已产业化并在包装领域中具有重要意义的功能性包装薄膜，可以列举出收缩性包装薄膜、阻隔性包装薄膜、缠绕薄膜、表面保护膜、易开封薄膜、抗菌薄膜、降解薄膜、抗静电薄膜、防锈薄膜等等。 功能性包装薄膜是包装材料中的重要品种，往往是一些特定包装的不可或缺的材料，在塑料包装材料中，具有十分重要的地位。 （一）定义 功能性包装薄膜，至今没有严格的定义，通常指具有普通通用塑料包装薄膜所不具备的某一（或者某些）特殊功能、可以满足包装应用上的特殊需要的塑料包装薄膜。 （二）功能性包装薄膜的制备 功能性包装薄膜的制备：通过配方（树脂和助剂）的设计制备功能性包装薄膜、复合工艺制备高阻隔性薄膜、通过拉伸工艺（或拉伸与特定配方相结合）制备功能性薄膜等，以达到提高对商品的保护功能、方便商品的使用、改善包装操作适应性、改善环境保护适应性、降低生产成本的效果，制备流程如图1所示。
纳米材料国内外研究进展
纳米材料国内外研究进展 一、前言 从人类认识世界的精度来看，人类的文明发展进程可以划分为模糊时代(工业革命之前)、毫米时代(工业革命到20世纪初)、微米和纳米时代(20世纪40年代开始至今)[1]。自20世纪80年代初, 德国科学家 Gleiter[2]提出“纳米晶体材料”的概念，随后采用人工制备首次获得纳米晶体，并对其各种物性进行系统的研究以来，纳米材料已引起世界各国科技界及产业界的广泛关注。纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级(通常指1～100nm)的极细颗粒组成的固体材料。从广义上讲，纳米材料是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。通常分为零维材料(纳米微粒)，一维材料(直径为纳米量级的纤维)，二维材料(厚度为纳米量级的薄膜与多层膜),以及基于上述低维材料所构成的固体。从狭义上讲，则主要包括纳米微粒及由它构成的纳米固体(体材料与微粒膜)[3]。纳米材料的研究是人类认识客观世界的新层次，是交叉学科跨世纪的战略科技领域。 二、国内外研究现状 1984年德国科学家Gleiter首先制成了金属纳米材料, 同年在柏林召开了第二届国际纳米粒子和等离子簇会议, 使纳米材料成为世界性的热点之一；1990年在美国巴尔的摩召开的第一届NST会议, 标志着纳米科技的正式诞生；l994年在德国斯图加特举行的第二届NST会议,表明纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理等领域的焦点。近年来，世界各国先后对纳米材料给予了极大的关注，对纳米材料的结构与性能、制备技术以及应用前景进行了广泛而深入的研究，并纷纷将其列人近期高科技开发项目。2004年度纳米科技研发预算近8.5亿美元，2005年预算已达到10亿美元，而且在美国该年度预算的优先选择领域中，纳米名列第二位。现在美国对纳米技术的投资约占世界总量的二分之一[4]。 自70年代纳米颗粒材料问世以来，80年代中期在实验室合成了纳米块体材料, 至今已有 30多年的历史, 但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在 80年代中期以后。因此 ,从其研究的内涵和特点来看大致可划分为三个阶段[5]。 第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索，用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。 第二阶段(1994年前)人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复
金属纳米材料研究进展
高等物理化学 学生姓名：聂荣健 学号：…………….. 学院：化工学院 专业：应用化学 指导教师：………….
金属氧化物纳米材料研究进展 应用化学专业聂荣健学号：……指导老师：…… 摘要:综述了近年来金属氧化物纳米材料水热合成方法的研究进展，简要阐述了金属氧化物纳米材料的应用，对其今后的研究发展方向进行了展望。 关键词: 纳米材料水热合成金属氧化物
Research progress of metal oxide nanomaterials Name Rongjian Nie Abstract: This article reviews the recent progress in hydrothermal synthesis of metal oxide nanomaterials. The application progress of metal oxide nanomaterials is briefly describrd．The future research directions are prospected. Keywords: nanomaterials; hydrothermal; metal oxides ;
引言 纳米材料是纳米科学中的一个重要的研究发展方向，近年来已在许多科学领域引起了广泛的重视，成为材料科学研究的热点。作为纳米材料的一个方面，金属氧化物纳米材料在现代工业、国防和高技术发展中充当着重要的角色。 1.纳米材料简介 1.1 纳米材料概述 纳米是长度的度量单位，1纳米=10-9米，1纳米大约为10个氢原子并排起来的长度，仅仅相当于一根头发丝直径的0.1%。纳米材料则是在纳米量级（lnm-100nm)内调控物质结构所制成的具有特殊功能的新材料，其三维尺寸中至少有一维小于100nm，且性质不同于一般的块体材料。 纳米材料是指在三维尺度上至少存在一维处于纳米量级或者由它们作为基本单元所构成的材料，一般将纳米材料分为零维、一维以及二维纳米材料: (1)零维纳米材料，是指在空间三维尺度上都处于纳米量级的纳米材料，如纳米球，纳米颗粒等； (2)一维纳米材料，是指在空间三维尺度上只有两维处于纳米量级，而第三维处于宏观量级的纳米材料，比如纳米棒、纳米管、纳米线/丝等； (3)二维纳米材料，是指在空间三维尺度上只有一维处于纳米量级，而其他两维处于宏观量级的纳米材料，比如纳米片，纳米薄膜等。 1.2纳米粒子基本效应的研究 纳米粒子是尺寸为1-100nm的超细粒子。纳米粒子的表面原子与总原子数之比随着粒径的减小而急剧增大，显示出强烈的体积效应(即小尺寸效应)、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。 1.2.1 量子尺寸效应[1] 当粒子尺寸达到纳米量级时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。能带理论表明:金属纳米粒子所包含的原子数有限，能级间距发生分裂。当此能级间隔大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能量或超导态的凝聚能时，纳米粒子的磁、光、声、热、电及超导电性与宏观物体有显著的不同。 1.2.2 体积效应[2] 由于粒子尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为体积效应。当纳米粒子的尺寸与德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非晶态纳米粒子的表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性呈现新的体积效应。例如：磁有序态向磁无序态、超导相向正常相的转变；光吸收显著增加；声子谱发生改变；强磁性纳米粒子(Fe-Co合金，氧化铁等)尺寸为单磁畴临界尺寸时具有很高的矫顽力；纳米粒子的熔点远远低于块状金属；等离子体共振频率随颗粒尺寸改变[3]。 1.2.3 表面效应[4] 表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒径减小而急剧增大后引起的性质上改变。随着粒径减小，表面原子数迅速增加，粒子的表面张力和表面能增加。原子配位不足以及高的表面能使原子表面有很高的化学活性，极不稳定，很容易与其他原子结合，这就是活性的原因。表面原子的活性引起了纳米粒子表面输运和构型的变化，也引起了表面原子自旋构象和电子能谱的变化。
高分子分离膜材料研究进展
高分子分离膜材料研究进展 摘要高分子分离膜材料是一类新型水处理材料，其在低成本、低能耗的同时还具有高效、清洁并可富集回收目标物质等优点，可以取代蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元，因而广泛应用于医药、电子、食品、环保、化工、冶金、水处理等领域，膜分离技术的核心是高分子分离膜材料。膜分离材料作为一个热门领域，发展一日千里，通过阅读一些文献，本论文着重介绍复合分离膜、智能型分离膜、分子识别功能高分子膜、新型耐高温高分子分离膜等新型高分子分离膜。主要介绍了以上高分子分离膜材料的概念、特性、改性方法应用以及研究进展，最后提出了一些膜分离材料在未来迫切需要解决的问题和研究方向。 关键词高分子分离膜复合分离膜智能型分离膜应用开发 Review on thePolymer Membrane Material Abstract Polymer membrane material is a new type of water treatment materials, and its low cost, low energy consumption also has efficient, clean and enriching and recovering the target substance, etc., can replace distillation, extraction, evaporation, chemical adsorption unit, which is widely used in medicine, electronics, food, environmental, chemical, metallurgy, water treatment and other fields, the core membrane separation technology is the polymer membrane material. Membrane separation material as a hot area, rapid development, by reading some of the literature, this paper focuses on a composite membrane, intelligent membrane, molecular recognition polymer film, the new high-temperature polymer membrane and other new polymer membrane. Introduces the concept, features, applications, and research progress in reforming method above polymer membrane materials, and finally put forward some membrane materials urgent need to address future problems and research directions. Keywords polymer separation membrane ;composite membrane ; intelligent membrane; development and utilization Contents 1 Introduction 2polymer separation membrane materials 2.1 composite membrane 2.2intelligent membrane 2.3moecular recognitio membrane
分析塑料包装材料的发展状况与趋势
分析塑料包装材料的发展状况及趋势 2007-5-8 20:00:12 阅读1076次 今天借此机会与大家一起探讨我国塑料包装材料的现状及发展趋势。 塑料包装材料快速发展 我国塑料包装材料经过20 多年的发展,已初步形成门类齐全, 具有相当技术水平和一定规模的行业, 在包装市场中占有重要地位, 对国民经济的建设起了不可缺少的作用。“ 十五" 期间仍然保持“ 九五”期间的发展速度, 以平均年增长率15%的速度进一步发展,2005 年产量达到800 多万吨, 比2004 年增长14%。总产值1200 亿元, 占包装工业产值28%左右。在塑料包装材料中主要产品之一是软包装膜, 产量占塑料包装材料总产量800万吨的55%, 其中软复合膜(袋)产量又占到软包装膜近二分之一左右。“十五"期间发展速度较快的产品是软包装膜和中空容器, 这主要是随着人民生活水平提高以及生活节奏加快, 食品和饮料乳品包装需求的增加以及农副产品、农用化工产品需求增加, 带动了包装薄膜和中空容器的发展。塑料包装材料规模以上的企业共有8000 多家, 其中薄膜制造业2240 多家, 丝、绳编织制品4300 多家, 泡沫塑料500 多家, 包装箱及包装容器680 家。20 多年快速发展之路, 是改革开放之路,是社会主义市场经济之路, 是全行业职工奋发图强、艰苦创业之路, 塑料包装材料发展特点 软塑复合基材的迅速发展, 我国将成为全球软塑包装基地。经过20 多年的发展, 中国软塑包装新材料产业已发展成为世界软塑包装产业的重要力量, 各类软塑包装材料产量和消耗量迅猛增长。其中BOPP 薄膜消耗量从2000 年的40万吨到2005 年的166 万吨; BOPET 需求量从2000 年的6 万吨增加到33 万吨; CPP 近年来发展迅猛, 需求量年增长率达10%以上。需求的增长极刺激了生产基地的建设, 2001～2005 年全球软塑包装新材料新增产能73.7%集中在亚洲, 其中48.6%集中在中国。中国成为软塑包装材料世界制造基地的趋势已经明显表现出来。“十一五”期间, 中国包装产业发展将呈现新特点, 全球分工和产业结构调整日趋理性与明晰, 世界包装制造基地逐渐东移, 软塑包装产业也面临全球围的重组和调整, 全球软塑包装材料产业正呈现出“西方特色化,规模化”的发展格局。国企业正在抓住变局中的机遇, 以全球化事业、创新性思维、国际化战略为基点, 增强自主创新能力和国际化水平, 加快企业综合竞争力和可持续发展能力的提升, 同时充分利用国外资金、技术、资源和市场壮大自己。 BOPP 正朝着集团化, 规模化发展BOPP 薄膜是量大面广的重要软包装基材, 在食品、烟草、日化、药品、粘胶带、印刷复合袋等行业有着广泛的用途。从1981 年开始引进BOPP 生产线, 经过20 多年的发展, BOPP 的技术水平不断提高,从最初的线速度150～200m/分, 宽幅4.2m, 单线能力仅有3000～6000 吨, 发展至今世界上最先进水平, 线速度在350～450m/分, 宽幅8.2m, 年产2.5～3 万吨的生产线都有引进, 共有154 条线, 生产能力近200 万吨, 其中德国布鲁克纳公司占48%, 日本三菱重工占29.6%, 法国DMT 占10.5%, 这三家的设备占中国市场份额88.1%。先进技术设备的引进改变了薄膜的产品结构, 从过去的单层到3～5层共挤拉伸, 提高了产能, 降低能耗、提高质量, 有利于集约化管理, 有利于技术创新及新产品开发, 提高了竞争力, BOPP 的
纳米材料研究现状及应用前景要点
纳米材料研究现状及应用前景 摘要：文章总结了纳米粉体材料、纳米纤维材料、纳米薄膜材料、纳米块体材料、纳米复合材料和纳米结构的制备方法，综述了纳米材料的性能和目前主要应用领域，并简单展望了纳米科技在未来的应用。 关键词：纳米材料；纳米材料制备；纳米材料性能；应用 0 引言 自从1984年德国科学家Gleiter等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来，纳米材料的制备、性能和应用等各方面的研究取得了重大进展。纳米材料的研究已从最初的单相金属发展到了合金、化合物、金属无机载体、金属有机载体和化合物无机载体、化合物有机载体等复合材料以及纳米管、纳米丝等一维材料，制备方法及应用领域日新月异。 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料，包括纳米粉体( 零维纳米材料，又称纳米粉末、纳米微粒、纳米颗粒、纳米粒子等) 、纳米纤维( 一维纳米材料) 、纳米薄膜( 二维纳米材料) 、纳米块体( 三维纳米材料) 、纳米复合材料和纳米结构等。纳米粉体是一种介于原子、分子与宏观物体之间的、处于中间物态的固体颗粒，一般指粒度在100nm以下的粉末材料。纳米粉体研究开发时间最长、技术最成熟，是制备其他纳米材料的基础。纳米粉体可用于：高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、微芯片导热基片与布线材料、微电子封装材料、光电子材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感元件、高韧性陶瓷材料、人体修复材料、抗癌制剂等。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，如纳米碳管，可用于微导线、微光纤( 未来量子计算机与光子计算机的重要元件) 材料、新型激光或发光二极管材料等。纳米薄膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒薄膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜；致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于气体催化材料、过滤器材料、高密度磁记录材料、光敏材料、平面显示器材料、超导材料等。纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料，主要用途为超高强度材料、智能金属材料等。纳米复合材料包括纳米微粒与纳米微粒复合( 0- 0 复合) 、纳米微粒与常规块体复合( 0- 3复