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一、技术背景
纸是人类日常工作和生活离不开的多用途产品,是中国古代四大发明之一。随着科学技术的发展,一次性纸成为一种廉价的商品,导致纸的消耗量及其废物大幅增加,例如在20世纪下半叶全球纸的用量大约增长了6倍,全球约20%的木材用于纸的制造,导致大规模森林资源的消耗和环境污染。
传统纸张存在的弱点:
容易发生变质。纸张中含有木质素会逐渐变黄,会被酸性物质腐蚀降解;
具有易燃性。纸质文件会被烧毁,是纸质文物损毁消失的一个主要原因;
环保问题严重。制造纸张需要消耗大量的木材等宝贵自然资源,造纸过程会产生严重的环境污染。
羟基磷灰石是一种天然矿物质,它是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机成份,它具有优良的生物相容性并且环境友好,本身呈现优质的白色,是制造纸的一种理想材料。但是羟基磷灰石材料如羟基磷灰石陶瓷一般脆性很高、韧性很低,难以制成纸张。
针对这一问题,科研团队发明一种新型的具有高柔韧性及不可燃性的无机纸解决传统植物纤维纸所
面临的难题。
二、技术原理
科研团队发展了一种新的制备方法,以油酸钙为前驱体成功地制备出亲水性/疏水性可精确调控的羟
基磷灰石超长纳米线,并以该超长纳米线作为纸的构建材料,采用简单的真空抽滤技术成功地制备
出新型羟基磷灰石耐火纸。
三、应用与影响
目前,这种高柔韧性羟基磷灰石耐火纸还仅限于实验室规模的制备。科研团队正考虑进一步改进和优化羟基磷灰石超长纳米线的合成方法,使其进一步向低成本和批量化方向推进,期望为未来可能的规模化生产提供技术支撑。可以预期,将来如果高柔韧性羟基磷灰石耐火纸能够实现大规模生产和使用,它不仅能够作为永久和安全的信息存储介质将重要文字、文件及档案等长期保存,而且可以大幅度减少人类对传统植物纤维素纸的依赖,使大规模森林等宝贵的自然资源得以保全,从一定程度上减少环境污染,从而对未来人类社会和环境产生重要而深远的影响。
四、适用对象
这种新型耐火纸可以应用于需要长久保存的书写和印刷文件及档案等,它作为永久和安全的信息存储介质具有良好的应用前景。此外,该新型耐火纸也具有其它多种用途,例如作为从废水中有效去除有机污染物的可再生吸附剂、药物控释载体、骨缺损修复材料、医用纸、阻燃材料和耐高温材料等。
五、技术指标
目前,该方案正处于小试阶段。我们通过测试实验可知:
该纸具有高柔韧性,可以任意卷曲,此外它不燃烧,而且可以耐1000 ℃以上的高温。