纸,包住了火

2017-11-16 13:56:06 来源:科普网 编辑:风云

俗话说,纸包不住火。但,火一定是纸的天敌吗?近日,中科院上海硅酸盐研究所成功合成了一种“耐火纸”,让科技瞬间秒杀了这个自古由来的说法。据悉,“耐火纸”烧不着的秘密,正是因为它用了一种新型无机材料——羟基磷灰石。到底这种无机材料是“何方神圣”?如此神奇的发明,在哪些方面可大有作为?

纤维素纸容易“被消失”

纸是中国古代四大发明之一。不过,用处多多的纸张,本身有不少缺点。

传统的纸张,通常是采用树木或草等植物纤维为原料,再加入一些添加剂和漂白剂制造而成。由于传统纸张由木材纸浆制成,因此纸里面含有较高比例的木质素,木质素在空气中和光照下会逐渐变黄,这也是一些书籍和报纸保存一段时间后会变黄的原因。与此同时,植物纤维素也会产生一些酸性物质,这些酸性物质会使纸腐蚀降解。

此外,传统植物纤维素纸的另一个致命弱点是易燃性,书籍和纸质文件在火灾中会被完全烧毁,这也是很多世纪以来众多纸质文物损毁消失的一个主要原因。

无机成分让纸张穿上“防火衣”

在此次研制出“耐火纸”的研究所所展示的视频中可看到,科研人员通过对比展示“耐火纸”的特性,“耐火纸”在酒精灯的火苗上滞留近30秒没有发生自燃;而普通纸张顷刻间被酒精灯点燃,从完好状态到化为灰烬仅用时6秒左右。据该所研究员朱英杰介绍,以“羟基磷灰石”作原料的“耐火纸”,堪称360度无死角,它可任意卷曲、不可燃烧,耐1000℃以上高温。

那么,这种神奇的原料——“羟基磷灰石”,又是什么呢?

实际上,羟基磷灰石,又称羟磷灰石,是钙磷灰石的自然矿物化。据了解,羟基磷灰石是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成,人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在96%以上,因此,羟基磷灰石具有优良的生物相容性,并可作为一种骨骼或牙齿的诱导因子,在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。

“耐火纸”的研究团队表示,他们希望发明一种新型的具有高柔韧性及不可燃性的无机纸,以期解决传统植物纤维纸所面临的难题。而他们研究发现,羟基磷灰石是一种天然矿物质,具有优良的生物兼容性并且环境友好,且其本身呈现优质的白色,是制造纸的一种理想材料。

不过,羟基磷灰石材料,本身就如陶瓷一般,脆性很高、韧性很低,因此该科研团队需要考虑提高羟基磷灰石材料柔韧性的问题。通过坚持不懈的研究,朱英杰科研团队发现,采用羟基磷灰石超长纳米线作为纸的构建材料可以有效解决这一难题。

据朱英杰介绍,他带领的科研团队发展了一种新的制备方法,即以油酸钙为前驱体,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,再采用简单的真空抽滤技术,最终成功地制备出这种穿上“防火衣”的新型纸张。

或成文档永久“保鲜膜”

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。而此次发明的这种对环境友好的“耐火纸”,将可减少木材资源的耗费和环境的污染。除此之外,由于“耐火纸”具有高柔韧性、可任意卷曲、不可燃烧的特点,并可以耐1000℃以上的高温,因此这种新型耐火纸可应用于需要长期保存的文字、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。

“由于具有强吸附能力,且性质稳定,‘耐火纸’可用于污水的处理,放进废水中,去除有机污染物的吸附剂,并且能循环利用;它还可作为药物控释载体,类似缓释片的功效,让药物可以缓慢而长久地释放药效。”朱英杰还表示,由于“耐火纸”的原料就是我们骨骼的主要无机成分具有优良的生物相容性,因此在骨折或者骨缺损的时候,它也可作为一种修复材料,也可用于口腔保健领域中。

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