你是否會想到，將來有一天，啤酒瓶會被塑料瓶取代。這種塑料瓶遇高溫不變形，盛裝啤酒保質(zhì)期長，而且肯定不會爆炸傷人。這種塑料瓶所用的材料就是一種蘊含著納米技術(shù)的高分子材料也許人們不曾想到，啤酒的包裝由玻璃瓶變?yōu)樗芰掀繒�蘊含著多高的科技含量，可樂、礦泉水不都是用塑料瓶裝的嗎？但是，用一般的塑料瓶盛裝啤酒，會很快變質(zhì)，因為啤酒中的二氧化碳、酸、酯、醇會穿過包裝瓶滲透出來，氧氣也會擴散進去，它的保質(zhì)期就不會長。而經(jīng)過納米技術(shù)處理過的塑料瓶則可有效地避免這些不利因素。

那么，什么是納米技術(shù)？什么是納米包裝材料？它有什么特點？納米技術(shù)在食品包裝材料中是如何發(fā)揮作用的？近日，記者采訪了中國科學(xué)院化學(xué)研究所分子科學(xué)中心工程塑料國家重點實驗室的陽明書博士。

納米是長度單位，與米相比，如同網(wǎng)球與地球相比。納米技術(shù)是在納米尺寸上對原子、分子及其物質(zhì)進行操縱的技術(shù)。

納米是微觀世界的長度單位，它是1米的10億分之一，相當于網(wǎng)球與地球的差距。人的頭發(fā)絲一般為20～50微米，而納米只有1微米的1／1000。通常，材料的粒子大小是納米尺寸的，也就是粒子在1個納米～100個納米之間的材料叫納米材料。納米技術(shù)可以理解成在納米層面上對原子、分子及其物質(zhì)進行操縱的技術(shù)。

以插層復(fù)合的方式把一個個1納米厚、幾十到幾百納米長寬的無機物薄片復(fù)合到一般高分子材料中，使其成為一種新型的高分子材料，并具有更優(yōu)的性能。

陽明書博士說，我們用的納米材料是一種天然的粘土，它是由層狀硅酸鹽構(gòu)成的，是一個一個片層疊在一起形成的，片層厚度在一個納米左右，長寬在幾十到幾百個納米左右。這些礦物質(zhì)中的片層在自然狀態(tài)下是相互疊在一起的，很難分開，層與層之間的距離很小，只一個納米左右，這種物質(zhì)宏觀的表現(xiàn)就是一些白色粉末，我們把這種粉末，采用化學(xué)方法稍稍進行改性，讓層間距變得大一點，就叫插層。插層以后得到一種改性過的粘土，再跟其他高分子材料復(fù)合，就可得到一種新型的高分子材料。與其他材料復(fù)合的方式一般有兩種，一種是直接跟現(xiàn)成的高分子粒料在雙螺桿擠出機里共混。另一種方式是和高分子單體一起聚合，單體分子進入到已經(jīng)插層開的層間去，并在層間原位聚合，進一步把層撐開，最后達到完全剝離的程度，無機物就以單片的方式分散到高分子中去。這種方式可把無機物的剛性、耐溫性、阻隔性和高分子材料的可加工性、柔韌性等優(yōu)良性能，在納米的尺度上有機的結(jié)合，這樣就得到一種新型的高分子材料。

采用層狀硅酸鹽納米復(fù)合的高分子材料，做成食品包裝薄膜后的微觀結(jié)構(gòu)，就像在薄膜上貼上一層碎片一樣，氣體不易穿過，提高了材料的阻隔能力，延長了食品的保質(zhì)期。

用于食品包裝材料中的納米復(fù)合材料，通過怎樣的原理來達到優(yōu)于一般材料的性能呢？陽博士說，“一般食品包裝用的薄膜可以透過氣體，因為它是塑料的，分子之間是自由體積的，一些空氣分子像二氧化碳、氧氣都可以透過去，只不過有的快，有的慢。”至于作用原理，陽博士有一個形象的說法，“可以想像一下，納米復(fù)合的高分子材料做成薄膜后微觀結(jié)構(gòu)是什么樣的。就像碎紙片一樣，一片一片地放到高分子當中去，”陽博士手里拿了一頁紙，把它當成薄膜，繼續(xù)說，“沿著薄膜的表面排列，像貼磁磚一樣，一片一片地貼上去，宏觀上看像馬賽克一樣，實際是非常小，看不到的。這樣，氣體就可能穿不過來，即使能穿過來，也要走很長的路徑繞過去，這就降低了氣體的透過率，也就提高了材料的阻隔能力。”他說，“我們正在做的‘尼龍6層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料’就是用于食品包裝的，從外觀上看，跟一般材料沒有什么區(qū)別，因為納米分散后，它的尺寸跟可見光的波長差不多，在普通情況下是看不到的。但是性能上是完全不一樣的。”

用于食品包裝的納米復(fù)合材料有可能使啤酒瓶成為過去，取而代之的是納米復(fù)合材料制成的塑料瓶，這種塑料瓶可滿足啤酒制作中高溫消毒工序的要求，也就是說，納米復(fù)合材料制成的塑料瓶可耐高溫。

納米技術(shù)用到食品包裝上會是一種什么樣的前景？陽博士說，“一個可能是，可取代現(xiàn)有食品包裝所用的材料，比如，正在使用的尼龍薄膜，如果納米復(fù)合技術(shù)用到這里面，這種薄膜性能會更好，阻隔性更強，透明度會更高，使食品的保質(zhì)期延長。另一個發(fā)展方向是，開發(fā)一些新的食品包裝材料，開發(fā)一些材料的新用途。”陽博士用他們正在開發(fā)中的“聚酯PET／層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料”來說明納米材料在食品包裝中的應(yīng)用前景。這種材料就是用于灌裝啤酒的塑料瓶。由于摻進了納米材料，使原來不耐高溫的塑料能夠滿足啤酒生產(chǎn)過程中高溫消毒的工序要求，而且因為它的阻隔性能好，啤酒可長時間保存而不變味，同時，耐壓強，剛度、強度增加了。

目前，用于食品包裝的包裝膜有很多種，像尼龍膜，做各種香腸用的熱收縮膜，以聚乙烯醇類為基礎(chǔ)的保鮮膜等等，這些材料都有可能用到納米技術(shù)，目前用到的主要有尼龍，在聚丙烯上也是有希望的，但這還需做更多的工作。對于“聚酯PET／層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料”也就是塑料啤酒瓶的應(yīng)用，陽博士說，目前這還不是一個很成熟的技術(shù)，但對于它的前景，陽博士充滿信心，他認為，這種材料有希望達到啤酒生產(chǎn)工藝對材料的要求。項目組也正在與廠家洽談技術(shù)合作，使這一新技術(shù)能夠早日實施。