纳米镀膜技术自20世纪初逐渐发展起来。最初局限于实验室研究和高端应用，随着技术进步和成本降低，这一技术开始广泛应用于各工业领域。从材料多样化到镀膜方法创新，纳米镀膜技术的发展为其在现代科技中的应用打下了基础。
纳米镀膜的基本原理
纳米镀膜技术的基本原理是在目标材料的表面沉积纳米级的薄膜。这些纳米粒子具有独特的物理和化学特性，比如高比表面积和强烈的表面活性。这些特性使得纳米粒子在镀膜过程中能够均匀分布，形成具有优良性能的薄膜。
镀膜过程主要包括纳米粒子的生成、传输、沉积和薄膜的形成。在这一过程中，粒子的大小、形状和分布直接影响着镀层的质量和性能。
纳米镀膜技术的种类
1.物理气相沉积（PVD）
物理气相沉积是一种通过物理方法将材料从固态转化为蒸汽，然后在基材表面凝结形成薄膜的技术。PVD过程中常用的方法包括蒸发镀膜和溅射镀膜。这种技术特别适用于制备金属和陶瓷薄膜，广泛应用于电子器件、精密仪器和装饰材料。
2.化学气相沉积（CVD）
化学气相沉积利用化学反应在高温条件下在基材表面生成薄膜。CVD技术能够生产高纯度、高性能的薄膜，适用于半导体、光伏和光学涂层等领域。其优点在于能够精确控制薄膜的成分和结构，但需要较高的处理温度。
3.电化学镀膜技术
电化学镀膜技术是通过电解液中的电化学反应在导电基材上形成薄膜。这种方法特别适合于金属和合金的镀膜，常用于防腐蚀、装饰和功能性涂层。电化学镀膜的优势在于它能够在较低的温度下进行，且对薄膜的厚度和均匀性有较好的控制。
4.溶胶-凝胶技术
溶胶-凝胶技术通过化学溶液中的溶胶粒子在基材表面形成薄膜，并通过热处理转变为凝胶状态。这种方法特别适用于制备氧化物薄膜，如透明导电膜和光学涂层。溶胶-凝胶技术的优点在于其过程简单、成本较低，且能够在较低的温度下制备多种复杂的薄膜。
纳米镀膜的性能特点
1.抗腐蚀性
纳米镀膜能显著提高材料的抗腐蚀性能。这种镀膜在阻挡水分、氧气和其他腐蚀性物质方面效果显著，从而保护基材免受腐蚀。这一特性在航海、汽车和建筑行业尤为重要，可以显著延长材料和构件的使用寿命。
2.耐磨损性
纳米镀膜能提高表面的硬度，从而增强其耐磨损性。这种增强的耐磨损性质使其在制造业和工业设备维护中非常有用，尤其是在需要减少摩擦和磨损的应用中。
3.热稳定性
纳米镀膜具有优良的热稳定性，能在高温环境下保持性能不变。这一特性使其在航空航天和高性能工程领域中非常有用，尤其是在需要材料在极端温度下保持性能的情况下。
4.光学特性
纳米镀膜还可以提供独特的光学特性，如反射、折射和滤光能力。这使得纳米镀膜在光学器件、显示技术和太阳能领域中非常有用。例如，透明导电膜就是一种广泛用于触摸屏和显示屏的纳米镀膜。
5.生物相容性
特定类型的纳米镀膜还能提高材料的生物相容性，这在医疗器械和生物工程领域尤为重要。这种镀膜可以减少身体对植入物的排斥反应，促进细胞生长，从而在医疗应用中提供更好的结果。
解决医用口罩难题
在几年前的特殊时期，口罩遇水易废、一用一换、熔喷布原材料紧缺……疫情之下，传统口罩供应紧俏。中关村多家企业利用科技创新优势，另辟蹊径地研制出一批可多次消毒、重复使用的新型口罩及口罩升级技术，用科技缓解口罩紧缺难题。
将非医用口罩放入纳米镀膜机内，一个小时后，完成镀膜和杀毒灭菌的口罩就完成了“改性升级”。龙头企业利亚德获悉，由利亚德、深圳奥拦科技合作研发的口罩升级技术处理过的非医用口罩，顺利通过全部三项医用防护口罩技术专业测试。借助这一口罩升级技术，普通口罩也能“华丽转身”升级成为符合医用要求的口罩。
技术人员介绍，之所以能实现“自洁”，因为这种超疏水纳米涂层材料，能通过纳米技术构建像荷叶与鲨鱼皮一样的粗糙结构，从而在口罩表面形成一层阻止水、油等液体侵蚀的空气保护层，病毒难以通过水浸入口罩，且相比常见的含氟疏水材料，无毒、成本低。
同为清华校友，牟晓勇创办的新名医，也研制出了一种新型口罩。采用新型PTFE纳米覆膜替代常规熔喷布制作的口罩，能在实现口罩N95级防护性的同时，让口罩十分“扛造”，即便反复蒸煮、酒精消毒也不会失效。
纳米镀膜在电子行业上的应用
随着科技的不断进步，计算机、手机、电视、智能手表等消费电子产品更新迭代速度加快。企业在竞争中胜出的关键是提升产品的高端化、精品化和差异化，从而促使消费电子产业对产品零部件的要求日益严格，其中提高零件表面疏水、耐磨性、耐腐蚀性是消费电子行业的一大关键，在零件表面镀膜涂覆是提高其性能常用的方法之一。
等离子纳米镀膜作为目前电子行业的主流防护技术，其环保、高效、膜厚稳定、膜层品质高等优势深得各大电子厂商的青睐。但相比真空的整体镀膜，大气局部镀膜更为灵活。
针对部分需要单独镀膜的零部件，例如手机的按键与听筒等，大气等离子纳米镀膜可实现局部处理，在进行镀膜处理时，无需遮蔽其他部分，不影响后续的粘胶和贴合等装配工序，提高工作效率，降低生产成本。
纳米镀膜与其他表面处理技术的比较
1、与传统镀膜技术的比较
性能上的优势：纳米镀膜由于其纳米级的粒径，相比传统镀膜技术具有更优异的机械、化学和物理性能。例如，纳米镀膜通常展现出更好的耐腐蚀性和耐磨损性。
应用的灵活性：相较于传统镀膜，纳米镀膜技术在应用上更加灵活多变，能够适用于更广泛的基材和更复杂的表面形状。
环境影响：纳米镀膜技术在生产过程中往往更加环保，产生的废物和有害物质较少。
2、与新兴表面处理技术的比较
先进性：与其他新兴的表面处理技术相比，纳米镀膜技术通常在材料科学和工程学方面更为先进，能够实现对表面性能的精确控制。
成本效益：尽管纳米镀膜的初始成本可能高于某些新兴技术，但由于其出色的耐用性和性能，长远来看可能更具成本效益。
技术成熟度：相比某些最新的表面处理技术，纳米镀膜技术已相对成熟，具有更为稳定和可靠的工艺流程。
3、综合性能的比较
多功能性：纳米镀膜能够同时提供多种性能改善，如增强机械强度、改善化学稳定性和优化光学特性，而传统和某些新兴技术可能只能针对单一性能进行改进。
定制化：纳米镀膜技术提供了更高程度的定制化能力，能够根据具体应用需求调整镀膜的组成和性能。
纳米镀膜技术的成本是否高？
纳米镀膜技术的成本受多种因素影响，包括所用材料、生产规模和所需性能。虽然某些高性能的纳米镀膜在初期可能成本较高，但由于其优异的耐久性和性能，长期来看可能更具成本效益。
纳米镀膜可以应用于哪些类型的材料？
纳米镀膜技术适用于多种类型的材料，包括金属、塑料、玻璃和陶瓷等。技术的灵活性和适应性使其能够满足不同材料和应用的需求。
纳米镀膜对环境和人体健康的影响如何？
纳米镀膜通常被认为对环境友好，因为它减少了有害物质的使用和排放。就人体健康而言，目前的研究表明，当纳米材料被正确处理并且在产品中稳定存在时，它们不会对人体健康构成重大风险。