全面解析您想了解的纳米印刷技术
本届德鲁巴上最时尚舞者无疑是兰达公司，如此大阵容的惊艳亮相，无疑依托于他们那六款时尚前卫、高贵绚丽的纳米印刷机。事实上，在惊叹这些具有革命性的艺术品同时，大家也开始爆发了对于纳米技术的强烈关注。下面，必胜网为您精心汇总纳米印刷技术。
纳米印刷简介
纳米印刷你是谁？
纳米印刷即纳米图像印刷技术，是一种新型的压印转印技术，由美国普林斯顿大学电机系华裔教授周郁发明的，它融合了纳米技术、精细加工技术、接触印刷技术、界面科学及新材料等诸多学科的精华，运用纳米制造学原理，通过原子、分子级别的转移（移位）而获取超精细图形的加工技术。它不需苛刻的加工环境要求（如超净车间、防震技术指标等），也不需要严格的条件控制（如恒温、恒湿、高真空度等），就能高精度地加工出各种纳米凹凸图形来，且可大批量、低成本地制作此类产品。
纳米印刷的原理
纳米图像印刷技术是一种新型的压印转印技术，广泛用于纳米凹凸图形的加工制作。纳米图像印刷技术，是将具有纳米凹凸图像的模具作“印版”，用预先涂有聚合物涂层的硅片或玻璃片等作基板（承印物），在相应的设备和器具配合下，经过精确压印并定型，把模具与基板分离开来。这时，存在于模具表面的纳米凹凸图像，会准确无误地转印到基板表面的聚合物膜上。这个被转印出的图像与模具表面的凹凸图形大小相等，深浅一致。但形状正好相反（阴转阳的图像），即前者的凸起处恰是后者凹下去的地方，反之亦然。这种利用印刷压模的原理转印出具有纳米凹凸图形的技术，就称为纳米图像印刷技术。
纳米印刷的应用领域
纳米印刷技术能够广泛地采用各种高分子有机材料制造微米乃至纳米尺寸的器件。该技术发展非常迅速，目前已经可以达到分辨率小于10nm的水平。其应用范围非常广泛，包括显微镜头、微射流元器件以及未来几个工艺时代的主流芯片生产，另外该技术在制造高密度磁性记录器件方面也具有很大的潜力。
纳米图像印刷技术作为一门实用性很强的应用技术，它在纳米电子器件、纳米光学元件、纳米生物传感器及其他具有纳米结构的功能图形制作方面，将显现出其独特的技术优势。毫无疑问纳米图像印刷技术，将为IT与微电子产业、生物与生命科学、环境与新能源技术等领域的加速发展带来重大的影响。
[pagebreak]
纳米印刷工艺原理
纳米印刷的工艺
1.热压印纳米图像印刷工艺
热压印纳米图像印刷工艺，简称热压印工艺。它是在微纳米尺度获得并行复制结构的一种成本低而速度快的方法，仅需一个模具，完全相同的结构可以按需复制到大的表面上。在基板上涂布热可塑性树脂（如聚甲基丙烯酸甲酯等），当基板温度升高至105℃（聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化温度）以上时，树脂就变得柔软而富于可塑性。这时，把模具压印在基板的树脂膜上，树脂被挤压并完全填满模具与基板间的所有缝隙。当温度冷却并重新返回其玻璃化温度（105℃）以下时，被挤压成型的树脂膜就固化定型。取出模具，纳米凹凸图像就被转印到基板的树脂膜上了。我们把这种热压印、冷定型的图像转印工艺称为热压印纳米图像印刷工艺。热压印法的工艺过程分三步：压模制备、压印过程、图案转移。
（1）压模制备。通常采用高分辨电子束刻印术（EBL）完成。将Si，SiO2，氮化硅、金刚石等硬质材料做成平整的片状毛坯，在毛胚上旋涂一层电子束曝光抗蚀剂，用电子束刻印术刻制出纳米图案，然后用刻蚀、剥离等常规的图形转移技术，把毛坯上的图案转换成硬质材料的图案。
（2）热压印。加热可塑性树脂，使之达到玻璃化温度以上，把有图案的模具压印在基板的树脂膜上，使树脂完全填充到模具的空腔中。模压过程结束后，冷却至可塑性树脂玻璃化温度以下，使图案固化。通过各向异性反应离子刻蚀除去残留的聚合物层，露出下面的基片表面。
（3）图案转移。图案转移主要有两种方法，一是刻蚀技术，另一种是剥离技术。刻蚀技术以聚合物为掩模，对聚合物下面层进行选择性刻蚀，从而得到图案。剥离工艺一般先采用镀金工艺在表面形成一层金，然后用有机溶剂进行溶解，有聚合物的地方要被溶解，于是连同它上面的金层一起剥离。这样就在衬底表面形成了金的图案层，接下来还可以以金为掩模，进一步对金的下层进行刻蚀加工。
热压印纳米图像印刷工艺特点有：工艺简单，可大批量加工产品；在大面积基板（如300 mm直径的硅片）上能制作出各部位都均匀的纳米凹凸图像；模具与基板在压印中的定位精度不够高，另外，在图像转印过程中，由于热膨胀、冷收缩的原因，图形的转印精度也不很理想，因此，常常在图像精度没有太高要求的领域而获得应用；因在图像热压转印中，加热与冷却的时间较长，高效率地转印图像较困难；在基板上，既可制作单层，也可制作多层纳米结构图形。
2.光纳米图像印刷工艺
光纳米图像印刷工艺，也称UV纳米图像印刷工艺，此工艺属室温图像印刷工艺中的一种类型，其模具为石英玻璃压模（硬模）或PDMS压模（软模），而基板上的聚合物为紫外线固化树脂。该工艺的流程如下：被单体涂覆的衬底和透明压模装载到对准机中，通过真空被固定在各自的卡盘中，当衬底和压模的光学对准完成后，开始接触。透过压模的紫外光促使压印区域的聚合物发生聚合反应，固化成型。接下来的工艺类似于热压印工艺。
光纳米印刷的新发展是步进－闪光压印。步进－闪光压印法与热压印技术相比，主要在“压印过程”有所不同。它不是把加热后的聚合物层冷却，而是用紫外光照射室温下的聚合物层来实现固化。该方法旋涂在基片上的聚合物在室温下就有较好的流动性，压印时无需加热。所用压模对紫外光是透明的，通常用SiO2或金刚石制成，并且压模表面覆盖有反粘连层。其工艺过程如下：先在硅基片上旋涂很薄的一层有机过渡层，再把室温下流动性很好的聚合物－感光有机硅溶液旋涂在基片有机过渡层上作为压印层。在压印机中把敷涂层的基片与上面的压模对准，把压模下压使基片上感光溶液充满压模的凹图案花纹，用紫外光照射使感光溶液凝固，然后退模。压印后，还要用卤素刻蚀、反应离子刻蚀等除去凸图案以外那些被压低的压印层和转移层。此外再用刻蚀等图案转移技术进行后续加工。
光纳米印刷相对于热压印来说，不需要高温、高压的条件，加工精度高，清晰度好；图像转印速度快，生产效率高；模板等基板的印刷压力小，通常仅是热压印工艺的1/5～1/10；能够实现局部照射固化，可以用小压模在大面积基片上步步移动重复压印出多个纳米图案。但其缺点是需要在洁净环境下进行操作。
3.柔性纳米图像印刷工艺
柔性纳米图像印刷工艺，简称纳米柔性印刷工艺。它最突出的特点是采用柔性橡胶（一般用硅橡胶）作纳米图像印刷的印版（模具），通过接触印刷的方法，用于纳米结构图形的加工与制作。由于印版柔软而富有弹性，故可以将它安装在滚筒上，实施曲面印刷。
实现纳米图像的柔性印刷的第一步是具有纳米凹凸图像的硅橡胶印版的制作。其制作方法如下：首先，根据设计图形的要求，利用特定的光或电子束对带有电子抗蚀剂（聚甲基丙烯酸甲酯）的基板曝光，并刻蚀出相应的纳米凹凸图形，将它作为临时性的模具，并在其上面滴入聚二甲基硅氧烷（制备硅橡胶之原料）溶液，待其流平后，对其进行加热处理，使硅橡胶膜发生交联固化。待温度返回室温后，从临时模具的一端，用专用工具把已形成图像的硅橡胶膜剥离下来，一块完整的硅橡胶印版（模具）便制成。
柔性纳米印刷工艺有以下几种工艺方法
（1）微接触印刷技术（mCP）
所谓微接触印刷技术，那就是将有机高分子溶液作“油墨”，涂于硅橡胶印版的图像部分，通过微接触印刷的方法，将印版凸起处的有机高分子转移至被印基板表面。由于发明者的巧妙设计，有机高分子被牢牢地吸附在基板表面上，形成分子厚度的凹凸图像。人们把这种技术称为微接触印刷技术。
（2）毛细管微造型术（MIMIC）
所谓毛细管微造型术，是将具有纳米凹凸图像的印版置于基板表面，这时，印版图像凹凸处与基板表面形成极细的缝隙（毛细管）。然后，把液体聚合物滴在硅橡胶印版上。由于毛细管的作用，液体聚合物便自行进入这些缝隙中。如果我们将缝隙中的聚合物固化后并将两者分离开来，即可获得精细的纳米凹凸图像。该技术可在光学元件等的制造领域获得广泛的应用。
（3）微转印造型术（mTM）
所谓微转印造型术，就是将预聚物当做“油墨”，施涂于硅橡胶印版的凹陷处，通过转印方式，把预聚物转移到基板表面，再加热固化，便形成纳米凹凸图像。我们把这种印刷方法称为微转印造型术。
（4）近场相位转换印刷术（PSL）
所谓近场相位转换印刷术，就是在基板上涂布光致抗蚀剂涂层后，再用硅橡胶模具在抗蚀剂涂膜上转印图像，并把它作为接触曝光的掩膜，如用紫外光对其接触曝光。这时，由于硅橡胶模具转印的凹凸图形引发相位转换，从而有可能形成图像。不过，前提条件是图像凹凸部位的尺寸大小要比紫外光的波长还小时，近场光的作用才能使图像转印成为现实。最近有文献报道，用此种技术可在球面上形成纳米图像。
[pagebreak]
纳米印刷技术应用
纳米技术运用于油墨中
纳米材料运用到油墨体系将会给油墨产业带来巨大的推动。1994年，美国的马萨诸塞州XMX公司已成功地获得了一项用于制造油墨用的纳米级均匀微粒原料的专利。而后，XMX公司并准备设计一套商业性的生产系统，利用这项专利，选择适当体积的纳米粉体原料来得到油墨的各种颜料，而不再依靠老传统生产油墨所需要的化学颜料。
我国近来被科技部评为国家重点新产品的纳米级透明氧化铁系列颜料也已开发成功。该材料典型的针状微粒的尺寸，长轴为45纳米，短轴为6～7纳米，具有很好的分散性、结晶性和耐候性、高明度和着色力强的特点。
它的开发成功，对我国传统颜料的更新换代具有重大的意义，尤其可用于制作纳米油墨，更是使油墨质量大为提高。目前，将纳米石墨用于油墨中，改善油墨的导电性，制成导电油墨，制成大容量集成电路，现代接触式面板开关等，将有巨大的发展潜力。
1.纳米石墨用于油墨中
①纳米石墨的性质
碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一，它具有多样的电子轨道特性(sp、sp2、sp3杂化)，再加上sp2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性，因此以碳元素为唯一构成元素的碳材料就具有各式各样的性质，并且，新碳素相和新型碳材料还不断被发现和人工制得。
由于纳米石墨所具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而使纳米石墨材料与常规块状石墨材料相比具有更优异的物理化学及表面和界面性质。人们将石墨制成超细纳米颗粒并对其应用研究产生了浓厚的兴趣。
有报道称，碳元素将会被列入铁磁性元素，但关于碳元素磁性的根源仍然有待探索研究。纳米单层石墨由于其特殊的电子结构而显示出多样而独特的磁学性能，它是一种有趣的分子基微观磁性系统。
有理论研究表明，纳米石墨层的特殊磁学性能是由于其边界悬挂7c键的存在，而悬挂π键的状态很大程度上取决于纳米单层石墨的尺寸和边界的形状。
在许多不同的纳米尺度的块状石墨结构中，观察到意想不到的异常磁学特性。这些证据表明，如果能够制出适当的尺寸和结构，石墨结构有可能是一种潜在磁性结构。
纳米石墨的结构和边界强烈地影响着其物理性能。ⅪeiIl研究了zigzag边界，观察到了一种非键合表面的特殊现象，其严重的边界退化可能导致了石墨结构产生的磁性的不稳定。
纳米石墨不仅具有石墨的传统优良性能，还具有纳米粒子的独特效应，在高新技术领域有广泛的应用，在印刷领域，将纳米石墨加入油墨中，可制成导电油墨。
②纳米石墨的制备。
纳米石墨是指纳米尺度大小的石墨或石墨片，其结构为多面体，各面有3～6层、7～8nm大小的石墨片堆叠而成的，目前已制备出的纳米石墨结构主要有纳米石墨薄片，纳米石墨晶体，纳米石墨粉，纳米石墨锥，纳米石墨溶胶等。比较成熟的制备方法有爆炸、超声波、高能球磨、脉冲激光液相沉积、电化学法等。
③纳米石墨改性油墨性能。
纳米级碳墨具有导电性，对静电具有很好的屏蔽作用，防止电信号受到外部静电的干扰，若把它加入油墨就可以制成导电油墨，如大容量集成电路，现代接触式面板开关等。研究表明，纳米半导体粒子表面经化学修饰后，粒子周围的介质可以强烈地影响其光学性质，表现为吸收光谱发生红移或蓝移。
实验证明，三氧化二铬纳米粉体的光吸收光波有明显的蓝移，二氧化钛纳米粉体吸收光波出现较大幅度的红移。据此，如果把它们分别加入到黄色油墨和青色油墨中制成纳米油墨，就可以在很大程度上增加黄油墨和青油墨的纯度。
用添加了特定的纳米粉体的纳米油墨来复制印刷彩色印刷品，能使印刷品层次更加丰富，阶调更加鲜明，极大地增强表现图像细节的能力，从而可得到高质量的印刷品。基于纳米材料的多种特性，将它运用到油墨体系中会给油墨产业带来一个巨大的推动。
2.纳米碳酸钙用于油墨填充料
纳米级碳酸钙的颗粒直径在2～10纳米，用于油墨中的胶质碳酸钙最早是氢氧化钙与碳酸钙沉淀，并经表面改性制取具有良好透明性、光泽性的碳酸钙。用于制造油墨具有良好的印刷适性，将其与一定比例的调墨油研磨后，以具有合适流动性、光泽性、透明度、不带灰色等性状，用于油墨制造。
根据油墨生产程序(准备→配料→搅拌→轧研→检验→装罐)，在油墨生产中，颜料分散性越好，平均粒径越小，越容易在连接料中分散均匀，油墨质量越好，作为油墨中体质颜料的碳酸钙，若达到纳米级，并进行表面改性，使其与连接料有很好的相容性，将对油墨的生产及提高油墨的质量起到很大的作用。
故在油墨制造中要用纳米级碳酸钙作为填充剂。不同类型的油墨纳米级碳酸钙的添加量不同，一般胶印油墨用296#17%，凹印塑料油墨6%，凹印纸张油墨12%，网印硬塑板6.5%～7%。高档油墨填料206#是一种超微细碳酸钙。
3.纳米二氧化钛用于油墨中
纳米二氧化钛除了具有常规二氧化钛的理化特性外，还具有以下特性：①由于其粒远小于可见光波长的一半，故几乎没有遮盖力，是透明的。并且吸收和屏蔽紫外线的能力非常高。②化学稳定性和热稳定性好，完全无毒，无迁移性。③以纳米二氧化钛为填充剂与树脂所制成的油墨，其墨膜、塑膜，能显示赏心悦目的珠光和逼真的陶瓷质感，具有云母钛珠光颜料所有的光学特性，如珠光效应、视角闪色效应、色彩转移效应和附加色彩效应等。并且纳米二氧化钛的颜色随粒径的大小而改变，粒径越小，颜色越深。
在颜料纳米化的实际验证上，纳米颜料外观颜色远比次微米的颜料更为深黑，其主要原因为料的粒子大，光线透过会打碎，因而光线散射出光来，少部分的光则穿透过去。而纳米颜料径小，光散射弱，光谱吸收面积变小，光的反射率小于1%，因此在颜色的外观上就明显较次微米颜料深。
为此，可选择体积适当且粒径均匀的纳米二氧化钛制各种颜色的油墨或涂料，以代替常规的化学颜料配色工艺。纳米颜料的应用范围相当广泛，生活上的实例如喷墨墨水、涂料、油墨、光电显示器等，在产品的制造过程中，加入3%～5%等少许比例的纳米颜料能改善油墨遮蔽率、饱和度、耐光性、耐水性等问题。
纳米粉体的应用在颜料上给油墨制造业带来一个巨大的变革，它不再依赖于化学颜料而是选择适当体积的纳米粉体来呈现不同颜色。
因为有些物质它在纳米级时，粒度不同颜色也不同，或不同物质不同颜色，如二氧化钛、二氧化硅在纳米粒子是白色，三氧化二铬是绿色，三氧化二铁是褐色。还有如纳米三氧化二铝这类无机纳米材料具有很好的流动性，若加入油墨中可以大大提高墨膜的耐磨性。
4.纳米金属微粒用于油墨中
由于纳米金属微粒对光波的吸收不同于普通的材料，纳米金属微粒可以对光波全部吸收而使自身呈现黑色，同时，除对光线的全部吸收作用外，纳米金属微粒对光尚有散射作用。因此，利用纳米金属微粒的这些特性，可以把纳米金属微粒添加到黑色油墨中，制造出纳米黑色油墨，从而可以极大地提高黑色油墨的纯度和密度。此外，半导体纳米粒子由于存在显著的量子尺寸效应和表面效应，从而使它的光吸收表现出一定的特性。
我们知道，印刷品，尤其是高档彩色印刷品的质量和油墨的细度、纯度有很大的关系。只有细度小、纯度高的油墨才能印刷出高质量的印刷品。所以，提高油墨纯度和细度也是研究新型油墨的一个重要内容。油墨的细度就是指油墨中颜料(包括填充料)颗粒的大小与颜料、填充料分布于连结料中的均匀度。
它不仅关系到印品的质量，同时又影响到印版的耐印率。工艺实践情况表明，彩印产品用网纹版印刷或实版面中含有细小阴字、阴线，印刷过程中易出现糊版起脏质量故障，表面上看来，可能认为是油墨稠度不适、粘度太大、墨量太大或压力太大等原因。其实真正的原因是油墨的颗粒太粗引起的，油墨的细度与颜料、填充料的性质和颗粒的大小有直接的关系。
一般来说，用无机颜料(不包括炭黑)所制成的油墨细度不好，颗粒比较粗些，这与油墨的轧制工艺有很大的关系。油墨在轧制工艺过程中研磨的次数越多，它就越显得均匀，颜料颗粒与连结料接触面也就越大，油墨的颗粒就越细，其印刷性能也就显得越好、越稳定。
很显然，油墨的细度与印刷品质量有着密切的关系，如以印刷网纹版为例，版面上高调和中间调的1～4成网点不乏有之，要是油墨颗粒与点子面积的比例较接近的话，则容易使网点空虚或铺展起毛，甚至出现点子不光洁的印刷弊病，所以，油墨的细度越好，印刷品上的网点也越显得清晰和饱满有力。
[pagebreak]
丝网印刷的纳米技术
纺织印染中应用纳米材料和纳米技术时，除了要解决纳米材料的制备技术之外，重要的是要解决好纳米材料的应用技术，其中关键问题是使纳米粒子和纺织印染材料的基本成分（即聚合物材料）之间处于适当的结合状态。
印染中，纳米粒子在聚合物基体中的分散和纳米粒子在聚合物表面的结合是主要的应用技术问题。制备聚合物/无机纳米复合材料的直接分散法：适用于各种形态的纳米粒子。印染中纳米粒子的使用一般采用直接分散法。但是由于纳米粒子存在很大的界面自由能，粒子极易自发团聚，利用常规的共混方法不能消除无机纳米粒子与聚合物基体之间的高界面能差。因此，要将无机纳米粒子直接分散于有机基质中制备聚合物纳米复合材料，必须通过必要的化学预分散和物理机械分散打开纳米粒子团聚体，将其均匀分散到聚合物基体材料中并与基体材料有良好的亲和性。
直接分散法可通过以下途径完成分散和复合过程：
高分子溶液（或乳液）共混：首先将聚合物基体溶解于适当的溶剂中制成溶液（或乳液），然后加入无机纳米粒子，利用超声波分散或其他方法将纳米粒子均匀分散在溶液（或乳液）中。有人将环氧树脂溶于丙酮后加入经偶联剂处理过的纳米TiO2，搅拌均匀，再加入40wt%的聚酰胺后固化制得了环氧树脂/TiO2纳米复合材料。还有人将纳米SiO2粒子用硅烷偶联剂处理后，改性不饱和聚酯。
熔融共混：将纳米无机粒子与聚合物基体在密炼机、双螺杆等混炼机械上熔融共混。如将PMMA和纳米SiO2粒子熔融共混后，双螺杆造粒制得纳米复合材料。又如利用偶联剂超声作用下处理纳米载银无机抗菌剂粒子，分散制得PP/抗菌剂、PET/抗菌剂、PA/抗菌剂等复合树脂，然后经熔融纺丝工艺加工成抗菌纤维。研究表明，将经过表面处理的纳米抗菌剂粒子通过双螺杆挤出机熔融混炼，在聚合物中可以达到纳米尺度分散，获得了具有良好综合性能的纳米抗菌纤维，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达到95％以上（美国AATCC－100标准）。
机械共混：将偶联剂稀释后与碳纳米管混合，再与超高分子量聚乙烯（UHMWPE）混合放入三头研磨机中研磨两小时以上。将研磨混合物放入模具，热压，制得功能型纳米复合材料。
聚合法：利用纳米SiO2粒子填充（Poly（HEMA））制备了纳米复合材料。纳米SiO2粒子首先被羟乙基甲基丙烯酸（HEMA）功能化，然后与HEMA单体在悬浮体系中聚合。还有利用SiO2胶体表面带酸性，加入碱性单体4－乙烯基吡咯进行自由基聚合制得包覆型纳米复合材料。
纳米颜料在喷墨印刷上的应用
1.数位喷墨型或传统彩色滤光片
2.桌上型/工业用/商用/宽幅型/相片喷墨印表机
3.紫外线硬化 InkJetInk 到大型看板/海报。
纳米技术的微电子应用
出现新材料的印版。当采取某种特殊的表面加工处理后，在介质上能形成交错混杂的两种性质不同的二维表面，而每个相面的表面积，以及两相构造的“界面”是纳米尺寸。当一块材料亲水性和亲油性两相同时以纳米尺寸存在时，就会具有超亲水性和超亲油性界面。可以想象，今后的印刷品的分辨力将会更高。
由于印版的发展，对油墨的要求也必然会相应提高。目前，用直流电弧等离子方法生产超细金属材料“纳米金属微粉”的技术已经实现。纳米材料工程从金属、半导体领域发展到纷繁多样的有机领域是一个必然的趋势。当建立了超细材料的有效制备方法，并解决了有机材料中普遍存在的稳定性问题后，油墨的性能必定会有一个飞跃。
纳米技术在传动上也将得到应用。如极小的微电机系统（MEMS），微电子技术能在一个硅晶片上放置100万个微型机器，每台机器都有电子控制系统。美国德克萨斯公司已使用MEMS技术开发显示视频图像的芯片。数百万辆汽车安装了头发丝那么细的传感器——传动装置，当感到被撞击时，它立即释放出气囊。印刷机上安装了这种装置，就可以十分精确地对压力、速度、位置等进行调控。
[pagebreak]
纵览纳米印刷技术
纳米印刷对抗癌细胞
美国商用机器公司（IBM）苏黎世研究实验室和瑞士苏黎世理工大学联合宣布，其纳米印刷技术取得重大进展，能使用纳米颗粒制造较大图像，该成果将使科学家、医学教授及技术专家可以按需所求，在相应位置准确放置小于100纳米的微粒。
这是研究人员第一次使用比针头小33000万倍的60纳米的微粒印刷。如果用在每平方英寸上所印刷的网点数来衡量，这种纳米印刷技术可产生10万点，而传统胶印的对应数值是1500点。IBM苏黎世研究实验室纳米构成技术研究者赫克?沃尔夫声称，“这是迄今为止最可靠的放置微粒的方法”。
研究人员表示，虽然该方法在近几年内还无法商用化，但它将对生物医学、电子学和信息技术等领域产生显着影响。如在生物学中促进纳米级生物传感器的发展；在半导体技术中可以用来制造更先进的电脑芯片的纳米线。沃尔夫表示，“我们一直在寻找一种技术生成这种纳米线”；在医学上纳米印刷技术可以用绘图形式来表现病人体内癌细胞的准确位置。
今年4月美国麻省理工学院的研究人员曾经发明出一种新的纳米印刷技术，能对诸如DNA微阵列之类的纳米器件进行大批量生产。随着科学的发展，从生物医学到信息技术领域都要求所使用的元器件的体积不断缩小、复杂性不断增加，这些要求激励着科学家们努力朝着具备高分辨率、高通量的纳米印刷技术方向进行研究。
纳米印刷优势
“纳米印刷”技术能对诸如DNA微阵列之类的纳米器件进行大批量生产。他们使用了一种自然界最有效的印刷技术：DNA/RNA信息传送技术。这一被称为“超分子纳米印刷”（Supramolecular Nano-Stamping，SuNS）的新技术中，单链DNA通过复制出另一条DNA链，然后进行自我组装形成完整的双链DNA模式。被复制出来的DNA链与母链完全相同，因此又可以被当作模板继续复制。这样不但能增加印刷的产量，还能复制出非常复杂的纳米级样式。这一新技术正如中科院常务副院长白春礼表示的那样，纳米印刷技术将解决印刷污染问题，而且该技术是我国独创的。
纳米印刷发展之路
纳米印刷发展前景探讨
据有关书籍记载纳米印刷摒弃了传统感光成像思路，无需暗箱操作而且制版流程简单，不仅消除了环境的污染同时大大降低了成本，并且使图文质量大幅提高。该技术吸纳了纳米技术、精细加工技术、接触印刷技术、界面科学及新材料等众多科学技术之精华，并深入研究才开发出来的。一般可论为它有以下三个方面的优点：
第一，纳米印刷技术是一门全新的数字印刷技术。数字印刷的最大特点是改变原有的长版印刷模式，使操作更为灵便。
第二，纳米印刷技术是绿色印刷。纳米印刷彻底摒弃了感光成像的技术思路。纳米墨水、纳米版材、绿色制版机及专用软件，使印刷远离了“感光、污染、高成本”的三大特点，完全摒弃了化学成像的预涂感光层，因此版材不再怕光、怕热；由于不需要曝光、冲洗等流程，因而杜绝了污染的产生；因省去了很多工艺环节，避免了相应材料消耗，使用纳米绿色版材理论上是传统版材涂布成本的20%。
第三，纳米印刷技术应用最新的材料。纳米墨水、纳米版材都和纳米材料相关。通过对传统印刷耗材表面浸润性的研究，运用纳米材料进行超亲水超疏水的转化，从而实现纳米材料在印刷版材上的应用。
由以上三点可以看出纳米印刷的新颖技术有广阔的市场,它所涉及的应用领域很宽。除文中所提及的兰达公司将纳米科技用在数码喷墨技术以外，其实纳米印刷还可结合其他技术应用到更多领域。
如，纳米印刷技术能够广泛地采用各种高分子有机材料制造微米乃至纳米尺寸的器件。
该技术发展非常迅速，目前已经可以达到小于10nm的水平。其应用范围非常广泛，包括显微镜头、微射流元器件以及未来几个工艺时代的主流芯片生产，另外该技术在制造高密度磁性记录器件方面也具有很大的潜力。
此外，纳米图像印刷技术作为一门实用性很强的应用技术，它在纳米电子器件、纳米光学元件、纳米技术中可以用来制造更先进的电脑芯片的纳米线。沃尔夫表示，“我们一直在寻找一种技术生成这种纳米线”；在医学上纳米印刷技术可以用绘图形式来表现病人体内癌细胞的准确位置。
今年4月美国麻省理工学院的研究人员曾经发明出一种新的“纳米印刷”技术，能对诸如DNA微阵列之类的纳米器件进行大批量生产。随着科学的发展，从生物医学到信息技术领域都要求所使用的元器件的体积不断缩小、复杂性不断增加，这些要求激励着科学家们努力朝着具备高分辨率、高通量的纳米印刷技术方向进行研究。
前不久某新闻称：中国某研究院所已研制出了纳米印刷设备，并与相关企业合作准备近日投产试用。
在纳米印刷技术的发展和各行业技术融合的需求下，更多的印刷机械生产商也纷纷加入了这个行列，如兰达公司与业内的海德堡、小森、曼罗兰展开了合作，与大族冠华收购的筱原也在机械设备上达成了合作等。印刷企业的强强联合，结合纳米印刷技术的多层次应用，不难猜测它的发展前景，印刷行业如何利用好这项新技术，让它更实际的用在社会发展上将是印刷业下一步的发展课题。
[pagebreak]
纳米技术在改善油墨性能的应用及趋势
如今，借助高新技术可以将油墨中的各种成分(如树脂、颜料、填料等)制成纳米级的原材料，这样，由于它们的高度微细而具有很好的流动与润滑性，可以达到更好的分散悬浮和稳定，颜料用量少反而遮盖力高，光泽好，树脂粒度细腻，成膜连续，均匀光滑，膜层薄，使印刷的图像清晰，若用在UV油墨中，可能导致更快的固化速度，同时由于填料的细微均匀分散而消除墨膜的收缩起皱现象。
在玻璃陶瓷的印墨中，若无机原料构成为纳米级的细度，那将会节省大量的原料并印出更精更美更高质量的图像。此外，在导电油墨中如将Ag制成纳米级而代替微米级Ag，可以节省50%的Ag粉，这种导电油墨可以直接印在陶瓷和金属上，墨膜层薄且均匀光滑，性能很好。
若将Cu、Ni材料制成0.1～1 um的超微颗粒，它可以代替钯与银等贵重金属导电。因此，将纳米技术与防伪技术结合，将会开辟出防伪油墨的另一个广阔的天地。
有些纳米粉体自身具有发光基团，可能自己发光，这些新型纳米发光材料，它经几分钟的光照就能在黑暗中自行发光12～24小时以上，其发光强度和维持时间是传统萤光材料的30倍以上，且材料本身无毒、无害、不含任何放射性元素，其稳定性和耐候性优良，并可无限次循环使用。
用添加有这种纳米粉体的油墨印出的印品不需要外来光源的照射，靠自身发光就能被人眼识别，用于防伪印刷也可以达到很好的一线防伪效果;用于户外大型广告喷绘或夜间阅读的图文印刷品，就不再需要外来光源，不但可以节省能源，而且大大方便了使用者。
另外，由于纳米粉体具有很好的表面湿润性，它们吸附于油墨中的颜料颗粒表面，能大大改善油墨的亲油和可润湿性，并能保证整个油墨分散系的稳定，所以添加有纳米粉体的纳米油墨的印刷适性能得到较大的改善。
相信随着纳米材料技术的进一步发展，会有更多的具有不同特性的纳米材料会被人们所认识和利用，把这些纳米材料应用到油墨制造中，可以获得具有不同用途的特种油墨，用于机密文件印刷、多种防伪印刷及各种工艺品的印刷，都能获得非同一般的良好效果。
纳米印刷是一种非传统意义上的印刷技术，它的出现是各个学科相互交叉，相互融合的结果。该技术自提出以来，就受到了各界人士的广泛关注，有越来越多的机构加入到了纳米印刷技术的研究中来。经过不断的研究、深化和技术配套，该技术正进入初步的实用阶段。纳米图像印刷技术从理论到实践、从研发到初步实用化，都已迈出了坚实的步伐，其影响也已波及世界各地。
[pagebreak]
主要纳米设备生产厂商
兰达公司
兰达公司在本届德鲁巴上推出了6款采用兰达创新性发明的纳米印刷（nanographic）技术的纳米数码印刷机，以及配套的纳米油墨（nanoink），该油墨为水基油墨。在推出的纳米图像印刷机中，3款单张纸机型，3款卷筒纸机型。这6款产品分别是单张纸的Landa S5、Landa S7、Landa S10，卷筒纸的Landa W5、Landa W10、Landa W50。
在印刷速度方面，以最基本的入门级Landa S5纳米图像印刷机为例，这款在系列纳米图像印刷技术中最低端的数码印刷机，其速度也高达11000张/小时，这样的速度与一些小幅面胶印机相比绝不逊色。同时，纳米图像印刷机的适印范围很广，仍以Landa S5为例，它可以使用60-350gsm的任何材料进行印刷，印刷效果都同样出色。而纳米图像印刷机系列产品中的高端卷筒纸机型Landa W50，印刷速度更是高达200m/min。
纳米图像印刷技术的成本优势，则是由其印刷的工艺特点所决定的。纳米图像印刷技术的墨层厚度非常薄，按照兰达公司的介绍，其平均墨层厚度只有500微米，相当于传统胶印墨层厚度的一半，因此，这种印刷技术在材料使用方面更节约，成本也因此大幅度降低。
兰达纳米单张纸数码印刷机与现在流行的传统胶印最大的异同：兰达的印刷部分是与传统印刷机最大的不同，从可触的大屏幕操作界面，到喷墨制版、橡皮布传送带转印图像，都与传统胶印完全不同。兰达的水基纳米油墨是技术的核心，配合划时代的橡皮布技术，使得兰达数码印刷机既可完成现有数码印刷机的个性化、可变数据和超短版印量的印刷活件，又可以像传统胶印那样适合大印量的大幅面印刷品。并可实现传统胶印那样的高质量，和接近胶印机那样的高速度，另外还可以扩展到商业、包装、书刊、标签、塑料等方面的工作。
中科纳新
纳米材料绿色制版机是由中科纳新公司自主研发的专利设备，其采用了高集成度微压电喷墨单元作为物理成像基础，可以保证不丢点，具有网点还原性好、受印刷工艺变化的影响小等优点。同时，通过高精度的伺候控制系统，纳米材料绿色制版机实现了2880*2880dpi的成像精度，完全可以满足200lpi以上的输出要求。
纳新200纳米材料绿色制版机采用平板结构的高精度打印头驱动系统，保证了1160X940mm制版幅面下高达2880dpi的制版精度以及20张/小时的制版速度；同时纳新200采用了水平进版工作模式，大幅度提高了制版过程中的稳定性以及准确性，在保证高制版精度的前提下又有效提高了制版工作效率。纳新200纳米材料绿色制版机提供的可选配件/功能还有：自动进版装置（一次装版50-100张）。
纳米版材能够完美地承接纳米转印材料对微区浸润性能的改变，从而实现非图文区到图文区的信息传递，最终将网点信息转印到纸张上。目前中科纳新拥有自主研发的NP-133和NP-200两种版材，其中NP-133是报业型制版机的专用版材，同时也能胜任线数要求较低的商业印刷；而NP-200是专为商业型制版机量身研发的专用版材，高达2880×2880Dpi、200LPI以上的精度，以及优秀的色彩还原性能，完全能够满足您在商业印刷方面的高要求。
良好的印刷效果还取决于优良的软件，我们与北大方正合作，开发了适合物理成像技术的专用网形及输出软件，信息损失少，色彩还原度高，是真正的全数字化制版系统。同时，新软件对北大方正前端的各种软件都有较好的兼容性，能够帮助客户轻松完成硬件和软件的升级换代。
