金屬納米油墨特點及應用技術
據了解，納米技術是本世紀一項影響深遠的高新技術。它的出現催生了一大批新學科。如納米物理學、納米化學、納米生物學、納米材料學等等。納米技術的研究對象是1~100ｎｍ尺度的物質或結構，其中包括納米材料的制造與加工技術、特性與應用技術、表征與測量技術等。
所謂“納米”，其實就是一個長度的度量單位，不過這單位非常細小而已。1nm＝10－9m，即１０億分之一米。人們研究發現，處于納米尺度的物質，由于它的小尺寸效應、表面和界面效應以及量子效應等原因，它們（納米粒子、納米線、納米薄膜）在聲、光、電、磁和力學等諸多方面均表現出了一系列與眾不同的特異性能。例如，普通的金屬在常溫下大都為固體，就像金、銀、銅、鐵那樣，它們的熔點都很高。而處于納米狀態的金屬情況則不然，倘若將金納米粒子放于手心，我們便可發現，該粒子就會像冰一樣融化成為糊狀。再者，有些金屬納米粒子，即使在通常的空氣中也會因強烈氧化而自燃。
眾所周知，普通油墨是一種復雜的高分子組成物，它具有特定的黏度和優良的印刷適性。其中主要成分是顏料（染料）、高分子黏結劑、溶劑和少量添加劑等組合而成。成墨時，人們將上述各組分按一定比例，放入專用設備中，經充分分散，制得均勻的有一定黏度和觸變性的印刷油墨。納米油墨的組成和制造方法與普通油墨沒有什么不同。如果有差別的話，那僅僅是這兩種油墨所采用的“顏料”粒子，在粒徑方面有很大差異。普通油墨的顏料粒徑為微米（μｍ）級，而納米油墨的“顏料”粒徑是納米級。兩者大小相差約1000倍。有特異性能的納米“顏料”的引入，會給其油墨制造工藝帶來某些環節的適度改變，這一點人們也是可以理解的。納米油墨和普通油墨雖然都用于產品的印刷，但是，前者主要是側重于特種功能方面的應用，而后者往往用于單色或彩色印刷物的印刷。
最近，納米油墨雖然剛剛嶄露頭角，然而，它在電子部件的加工與安裝、高檔產品的裝飾與裝潢、醫藥方面的除菌與檢測以及特種產品的防偽印刷等領域，已初步顯現出了優異的性能和巨大的吸引力。本文重點闡述的是金屬納米油墨及其在電子領域的應用技術，另外，對相關理論問題也作了扼要的探討。
如上所述，納米粒子是納米油墨的核心組分。被用于油墨的納米粒子從其屬性來看，既可以是有機的，也可以是無機的；既可以是金屬的，也可以是非金屬的；或者是它們的氧化物等。根據油墨應用領域的不同，人們可以自由加以選擇。用于納米油墨的納米粒子，其粒徑以數納米為宜。需要說明的是，納米粒子的粒徑常常指的是平均值，即使對同一個生產批號的產品來說，每個粒子的粒徑很難做到完全一致，而僅僅是大小分布不同的集合體。這里需要強調指出的是，不是所有的納米粒子都能當做納米油墨的“顏料”來使用。原因很簡單：普通納米粒子表面活性大、能量高，粒子在群體中十分容易發生“團聚”現象，一旦出現粒子間的團聚，用一般的方法很難將它們分散開來。納米油墨用的納米粒子有特殊的要求，即每個粒子都應具備單分散性，這是納米油墨能否制造成功的技術關鍵所在。
1．單分散納米粒子
納米粒子所具有的典型特性是粒子粒徑極其細小，而表面積又非常大，伴隨著其粒子表面能的陡增，熔點則大幅度下降。如在常態下，金的熔點為1063℃，然而，當固體的金變為直徑2nm的金納米粒子后，熔點則發生了顯著變化，它已從1063℃下降至臨近室溫的程度。人們利用這一特性，即使在很低的溫度下，也能輕易地將其燒結成金屬導體。
單分散納米粒子與普通納米粒子的根本區別在于，前者表面已被一層薄薄的特殊包覆劑所包覆，這樣，粒子的表面活性和其熔點下降的特性被暫時抑制在一個適度的范圍內。哪怕在溶劑或樹脂溶液中，它也能始終保持均勻分散的特性。換句話說，即該粒子的單分散穩定性十分優秀。這正是納米油墨制造或儲存中所熱切企盼的。而普通納米粒子卻完全不同，其表面不存在任何保護膜的保護，而是直接裸露于外界，原來所具有的過大的表面活性和過高的表面能使粒子始終處于一種不穩定狀態，粒子與粒子之間就很容易相互團聚在一起。
金屬納米粒子的制造方法大體有物理法和化學法兩大類。作為物理法之一的蒸發法是在充滿惰性氣體的容器中，將金屬加至熔融狀態，令汽化后的金屬迅速凝固成金屬納米粒子。這一方法的優點是產品純度高，缺點是納米粒子的連續生產性差。用化學方法生產金屬納米粒子，可分干法和濕法兩種，不管是前者或后者，它們各自的產物純度都不太高，往往夾帶有少量的堿或硫化物等雜質。對此，不得不增設復雜的純化處理工序，以便提純剛剛生產的金屬納米粒子?；瘜W方法雖然能連續批量生產，但其產品因提純后的總成本過高?？傊?，要想獲得高純度的金屬納米粒子，認真比較和慎重選擇最合理的工藝方法是十分必要的。
納米技術是本世紀一項影響深遠的高新技術。它的出現催生了一大批新學科。如納米物理學、納米化學、納米生物學、納米材料學等等。納米技術的研究對象是1~100ｎｍ尺度的物質或結構，其中包括納米材料的制造與加工技術、特性與應用技術、表征與測量技術等。所謂“納米”，其實就是一個長度的度量單位，不過這單位非常細小而已。1nm＝10－9m，即１０億分之一米。人們研究發現，處于納米尺度的物質，由于它的小尺寸效應、表面和界面效應以及量子效應等原因，它們（納米粒子、納米線、納米薄膜）在聲、光、電、磁和力學等諸多方面均表現出了一系列與眾不同的特異性能。
例如，普通的金屬在常溫下大都為固體，就像金、銀、銅、鐵那樣，它們的熔點都很高。而處于納米狀態的金屬情況則不然，倘若將金納米粒子放于手心，我們便可發現，該粒子就會像冰一樣融化成為糊狀。再者，有些金屬納米粒子，即使在通常的空氣中也會因強烈氧化而自燃。
眾所周知，普通油墨是一種復雜的高分子組成物，它具有特定的黏度和優良的印刷適性。其中主要成分是顏料（染料）、高分子黏結劑、溶劑和少量添加劑等組合而成。成墨時，人們將上述各組分按一定比例，放入專用設備中，經充分分散，制得均勻的有一定黏度和觸變性的印刷油墨。納米油墨的組成和制造方法與普通油墨沒有什么不同。如果有差別的話，那僅僅是這兩種油墨所采用的“顏料”粒子，在粒徑方面有很大差異。普通油墨的顏料粒徑為微米（μｍ）級，而納米油墨的“顏料”粒徑是納米級。兩者大小相差約1000倍。有特異性能的納米“顏料”的引入，會給其油墨制造工藝帶來某些環節的適度改變，這一點人們也是可以理解的。納米油墨和普通油墨雖然都用于產品的印刷，但是，前者主要是側重于特種功能方面的應用，而后者往往用于單色或彩色印刷物的印刷。
最近，納米油墨雖然剛剛嶄露頭角，然而，它在電子部件的加工與安裝、高檔產品的裝飾與裝潢、醫藥方面的除菌與檢測以及特種產品的防偽印刷等領域，已初步顯現出了優異的性能和巨大的吸引力。本文重點闡述的是金屬納米油墨及其在電子領域的應用技術，另外，對相關理論問題也作了扼要的探討。
如上所述，納米粒子是納米油墨的核心組分。被用于油墨的納米粒子從其屬性來看，既可以是有機的，也可以是無機的；既可以是金屬的，也可以是非金屬的；或者是它們的氧化物等。根據油墨應用領域的不同，人們可以自由加以選擇。用于納米油墨的納米粒子，其粒徑以數納米為宜。需要說明的是，納米粒子的粒徑常常指的是平均值，即使對同一個生產批號的產品來說，每個粒子的粒徑很難做到完全一致，而僅僅是大小分布不同的集合體。
這里需要強調指出的是，不是所有的納米粒子都能當做納米油墨的“顏料”來使用。原因很簡單：普通納米粒子表面活性大、能量高，粒子在群體中十分容易發生“團聚”現象，一旦出現粒子間的團聚，用一般的方法很難將它們分散開來。納米油墨用的納米粒子有特殊的要求，即每個粒子都應具備單分散性，這是納米油墨能否制造成功的技術關鍵所在。
1．單分散納米粒子
納米粒子所具有的典型特性是粒子粒徑極其細小，而表面積又非常大，伴隨著其粒子表面能的陡增，熔點則大幅度下降。如在常態下，金的熔點為1063℃，然而，當固體的金變為直徑2nm的金納米粒子后，熔點則發生了顯著變化，它已從1063℃下降至臨近室溫的程度。人們利用這一特性，即使在很低的溫度下，也能輕易地將其燒結成金屬導體。
單分散納米粒子與普通納米粒子的根本區別在于，前者表面已被一層薄薄的特殊包覆劑所包覆，這樣，粒子的表面活性和其熔點下降的特性被暫時抑制在一個適度的范圍內。哪怕在溶劑或樹脂溶液中，它也能始終保持均勻分散的特性。換句話說，即該粒子的單分散穩定性十分優秀。這正是納米油墨制造或儲存中所熱切企盼的。而普通納米粒子卻完全不同，其表面不存在任何保護膜的保護，而是直接裸露于外界，原來所具有的過大的表面活性和過高的表面能使粒子始終處于一種不穩定狀態，粒子與粒子之間就很容易相互團聚在一起。
金屬納米粒子的制造方法大體有物理法和化學法兩大類。作為物理法之一的蒸發法是在充滿惰性氣體的容器中，將金屬加至熔融狀態，令汽化后的金屬迅速凝固成金屬納米粒子。這一方法的優點是產品純度高，缺點是納米粒子的連續生產性差。用化學方法生產金屬納米粒子，可分干法和濕法兩種，不管是前者或后者，它們各自的產物純度都不太高，往往夾帶有少量的堿或硫化物等雜質。對此，不得不增設復雜的純化處理工序，以便提純剛剛生產的金屬納米粒子?；瘜W方法雖然能連續批量生產，但其產品因提純后的總成本過高?？傊氆@得高純度的金屬納米粒子，認真比較和慎重選擇最合理的工藝方法是十分必要的。