自古以来,火就是纸的“天敌”,大火曾无数次吞噬宝贵的纸质文物,将其化为灰烬。然而,这一局面或将迎来变革。中国科学院上海硅酸盐研究所的研究团队成功合成出一种高柔韧性、可耐1000℃以上高温的新型无机材料纸张——羟基磷灰石“耐火纸”。相关研究成果已发表于国际权威期刊《欧洲化学》。
这种“耐火纸”表面呈柔和的乳白色,其制作原理与传统纸张相似,但材料不同。它不仅可以作为永久、安全的信息存储介质,用于长期保存重要文件,还可作为废水中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。
传统纸张易变色、易燃烧,主要因为其原料为植物纤维,含有木质素,在空气和光照下会逐渐变黄,并产生酸性物质导致腐蚀降解。为解决这些问题,朱英杰研究员带领的团队经过6年努力,选用羟基磷灰石作为构建材料。羟基磷灰石是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机成分,具有优良的生物相容性和环境友好性,本身呈白色,能长久保存不易变色。
然而,羟基磷灰石脆性高、韧性低,如何提高柔韧性成为巨大挑战。团队通过反复实验,以油酸钙为前驱体,制备出可精确调控的羟基磷灰石超长纳米线,并采用真空抽滤技术,成功制得高柔韧性“耐火纸”。
目前,这种耐火纸仅限于实验室规模制备。团队正优化合成方法,降低成本,推动批量化生产,期望未来能减少对植物纤维纸的依赖,保护森林资源,并减少环境污染。