分散技术乃是决定納米科技成功之关键

早在 1998 年以前，企业界所面临的问题为如何提高分散研磨效率以降低劳力成本，如染料、涂料、油墨等产业；而 1998 年以后，产业之技术瓶颈则为如何得到微细化（纳米化）之材料及如何将纳米化之材料分散到最终产品里。在传统产业纳米化的过程中，最常遇到的共同问题为所添加的纳米粉体因未经改质而易再次凝聚，不易被分散开来，导致预期的纳米现象并没有产生。

纳米粒子的顆粒細小，比表面積很大，表面能高，且配位嚴重不足，使它在水溶液中易于团聚。传统而言，粒子的尺寸越小，则粒子间吸引能量越强，即粒子的聚集效应越大；故未经有效表面改质的粒子，即使以高效率的研磨机长时间分散，所得的效果仅短暂粉碎分散，瞬间即自行再行聚集与团聚作用。

在做纳米粉体分散或研磨时，因为于粉体尺度由大变小的过程中，凡得瓦尔力及布朗运动现象逐渐明显且重要。所以，如何选择适当之助剂以避免粉体再次凝聚及如何选择适当的研磨机来控制研磨浆料温度以降低或避免布朗运动之影响，将成为湿式研磨分散方法能否成功地得到纳米级粉体之研磨及分散之关键技术。

接着，我们也来谈谈浆料的分散技术。一般处理浆料界面的方法，有藉由复杂交互作用力，如静电排斥力、立体排斥力及体积排除作用力等力形成固体或液体界面的稳定状态，其目的不外乎是避免粉体再凝聚之产生，其中最简单的方法为藉由PH值的调整来让纳米粉体表面带电荷，使粉体与粉体间产生电斥力。然而纳米粉体因受限于其最终产品应用及配方之限制，适用此方法之应用并不多。例如染整助剂中阴阳离子染料的分散剂都得考虑其适用性。

第二种常用的方法为藉由立体排斥作用力来形成固体与固体、固体与液体间的稳定状态，此方法最常选用具高分子量之高分子或单体来当分散剂。当浆料之粒径要求为微米或次微米时，此方法效果相当好；但当所欲分散或研磨之浆料的粒径要求小于 100 nm 时，若仍选用具高分子量之高分子或单体来当分散剂，当粉体被纳米化时，浆料内之大部分体积已被高分子量之高分子或单体所形成之障碍物所占据，此时浆料容易遇到粉体容易产生再凝聚之现象，导致纳米现象无法产生。

为了避免上述问题之产生，建议选用较低分子量之官能基来当界面改质剂。根据溶液化学 (solution chemistry ) 的概念，较小分子量之化学键所形成之官能基，将较易被接到纳米粉体的表面上。原则上，所选用之界面改质剂同时具有下列两个官能基：一个官能基被设计来接到纳米粉体表面，使纳米粉体表面产生一个稳定相，以避免粉体之再凝聚产生；另一个官能基之设计，乃根据日后该纳米粉体所计划被添加之界面（Matrix) 而定，以避免不兼容之现象发生。

其实，纳米微粒的分散性问题要从纳米粒子的生产环节去解决，在纳米粒子表面进行改质，赋予纳米粒子亲水或亲油╱疏水或疏油性质，以保障在水性或油性介质中具有某种程度的可溶性；另外，选择适当的纳米粒子表面改性剂以确保纳米粒子不能形成硬团聚，而只能以软团聚的形式存在。

石墨烯塑料改质主要是利用加工设备及高分子分散剂的效用，在石墨烯涂料上就必须考虑润湿及界面需要时，去调整石墨烯的疏水／油性，必要时还要利用官能基与 pH 值来控制悬浮性，以避免堆栈情事发生。该怎么说呢！这些都是理论，只有你亲自去试样才能发现硬道理；但如果妳无法自行修饰石墨烯或没有那么多款石墨烯材料可以验证，也许花费再多时间或金钱也搞不出好结果的～