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的高分子材料也許人們不曾想到，啤酒的包裝由玻璃瓶變為塑料瓶會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，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，它的保質期就不會長。而經過納米技術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？什么是納米包裝材料？它有什么特點？納米技術在食品包裝材料中是如何發揮作用的？近日，記者采訪了中國科學院化學研究所分子科學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，如同網球與地球相比。納米技術是在納米尺寸上對原子、分子及其物質進行操縱的技術。

納米是微觀世界的長度單位，它是1米的10億分之一，相當于網球與地球的差距。人的頭發絲一般為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。納米技術可以理解成在納米層面上對原子、分子及其物質進行操縱的技術。

以插層復合的方式把一個個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。這些礦物質中的片層在自然狀態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，這種物質宏觀的表現就是一些白色粉末，我們把這種粉末，采用化學方法稍稍進行改性，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合，就可得到一種新型的高分子材料。與其他材料復合的方式一般有兩種，一種是直接跟現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、柔韌性等優良性能，在納米的尺度上有機的結合，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合的高分子材料，做成食品包裝薄膜后的微觀結構，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，延長了食品的保質期。

用于食品包裝材料中的納米復合材料，通過怎樣的原理來達到優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，納米復合的高分子材料做成薄膜后微觀結構是什么樣的。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合材料有可能使啤酒瓶成為過去，取而代之的是納米復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，納米復合材料制成的塑料瓶可耐高溫。

納米技術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，如果納米復合技術用到這里面，這種薄膜性能會更好，阻隔性更強，透明度會更高，使食品的保質期延長。另一個發展方向是，開發一些新的食品包裝材料，開發一些材料的新用途。”陽博士用他們正在開發中的“聚酯PET／層狀硅酸鹽納米復合材料”來說明納米材料在食品包裝中的應用前景。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的保鮮膜等等，這些材料都有可能用到納米技術，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／層狀硅酸鹽納米復合材料”也就是塑料啤酒瓶的應用，陽博士說，目前這還不是一個很成熟的技術，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工藝對材料的要求。項目組也正在與廠家洽談技術合作，使這一新技術能夠早日實施。