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自古以來，火就是紙的“天敵”，大火曾無數(shù)次“吞噬”人類寶貴的紙質(zhì)文物，頃刻間將其化為灰燼。然而，這一切或?qū)⒑芸煊瓉硇碌摹白兏铩薄Ｓ浾?3日從中科院上海硅酸鹽研究所獲悉，該所最近已成功合成出一種高柔韌性、可耐1000℃以上高溫的新型無機材料紙張——羥基磷灰石“耐火紙”。相關研究成果已在國際權(quán)威性學術(shù)期刊《歐洲化學》上發(fā)表。
據(jù)介紹，高柔韌性“耐火紙”表面呈柔和的乳白色，與普通紙張相比，“耐火紙”的制作原理相似，只是制作材料有所不同。它不僅可以作為永久和安全的信息存儲介質(zhì)將重要文字、文件及檔案等長期保存，還可作為從廢水中有效去除有機污染物的可再生吸附劑、藥物控釋載體、骨缺損修復材料、醫(yī)用紙、阻燃材料和耐高溫材料等。
易變色、易燃燒是傳統(tǒng)紙張的致命“軟肋”。為了能夠制造出“360度無死角”的完美紙張，由中科院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領的科研團隊經(jīng)過6年時間的不懈努力，終于找到了理想的制備材料——具有可控構(gòu)造的羥基磷灰石納米材料。
傳統(tǒng)紙張通常是采用樹木或草等植物纖維作為原料，再加入一些添加劑和漂白劑制造出來。由于木材紙漿制成的傳統(tǒng)紙張含有較高比例的木質(zhì)素，因此在空氣和光照的作用下傳統(tǒng)紙張會逐漸變黃。此外，這種植物纖維素還會產(chǎn)生一些酸性物質(zhì)，容易使紙張腐蝕、降解。為解決這一問題，朱英杰科研團隊選取羥基磷灰石作為紙張的構(gòu)建材料。
“羥基磷灰石是一種天然礦物質(zhì)，它是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機成分，具有優(yōu)良的生物相容性和環(huán)境友好性，本身呈現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的白色，具有長久保存不易變色的優(yōu)良特性，有利于紙質(zhì)文件的長久保存。”朱英杰說。
雖然在解決變色問題上，羥基磷灰石很“奏效”，但它的弊端也非常明顯——脆性很高、韌性很低，因此一個巨大的挑戰(zhàn)就是如何提高羥基磷灰石材料的柔韌性。
通過反復實驗，朱英杰科研團隊最終找到了一種新的制備方法：以油酸鈣為前驅(qū)體，制備出可精確調(diào)控的羥基磷灰石超長納米線，并以此作為新型紙張的構(gòu)建材料，采用簡單的真空抽濾技術(shù)，制備出羥基磷灰石“耐火紙。”
朱英杰介紹，目前，這種高柔韌性羥基磷灰石耐火紙還僅限于實驗室規(guī)模的制備。科研團隊正考慮進一步改進和優(yōu)化羥基磷灰石超長納米線的合成方法，使其進一步向低成本和批量化方向推進，期望為未來可能的規(guī)模化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。可以預期，在不久的將來，如果高柔韌性羥基磷灰石“耐火紙”能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用，它不僅能夠大幅度減少人類對傳統(tǒng)植物纖維素紙的依賴，使大規(guī)模森林等寶貴的自然資源得以保全，還能從一定程度上減少環(huán)境污染，從而對未來人類社會和環(huán)境產(chǎn)生重要而深遠的影響。
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