新民晚报讯(记者 马亚宁)纸能包住火,还能不怕水,你相信吗?昨天,记者在中科院上海硅酸盐研究所的实验室里眼见为实——朱英杰研究员科研团队在无机耐火纸研究中取得新进展,成功地研发出一种新型防水耐火纸。
图说:中科院朱英杰研究员科研团队研发防水耐火纸 硅酸盐所供图
水火无情,人类宝贵的纸质文物曾无数次遭此吞噬,顷刻间化为灰烬或泡影。而这一“命中注定”的悲惨很可能被一张普通的A4纸扭转。一项耐火又不怕水的羟基磷灰石耐火纸技术近日取得突破,中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰团队成功研制出大尺寸、厚度可调控的新型防水耐火纸。
图说:实验图 硅酸盐所供图
据介绍,新型防水耐火纸,是利用传统造纸工艺制备而成,以具有高柔韧性的羟基磷灰石超长纳米线为原料。羟基磷灰石,是人体骨骼和牙齿的主要无机组分,环境友好、耐高温、不燃烧;羟基磷灰石超长纳米线,具有高柔韧性、呈现优质的白色,可有效解决羟基磷灰石材料的高脆性难题,是构建耐火纸的理想材料。“然后,表面修饰一层防水化学物质,并模仿荷叶的微米/纳米结构,耐火纸又多了一个神奇的新功能,不怕水。”
图说:防水耐火纸在呈现超疏水性能的同时,也呈现超亲油状态,可应用于油和水的快速高效分离。 硅酸盐所供图
目前,制备高稳定性的防水表面仍然是一个很大的挑战。针对这一难题,朱英杰团队采用“表里如一”的层状超疏水结构。当防水耐火纸受到机械损伤,例如手指摩擦、胶带粘贴剥离、砂纸磨损、刀划割等,表面层受到物理破坏后,内部暴露出来的新层仍然保持超疏水状态,从而可实现耐火纸超疏水性能的高稳定性。与此同时,这种防水耐火纸对多种商业饮料如矿泉水、橙汁、红茶、牛奶和咖啡等同样“绝缘”,良好的自清洁功能还会让它“出淤泥而不染”。
“新型防水耐火纸本身具有良好的生物相容性,制造过程也是环境友好的。因此,即使大规模应用也不会对环境造成严重污染。外观上,这种耐火纸与传统植物纤维纸很相似,除具有一般书写、打印和复印等功能外,还具有独特的耐火和防水性能,可应用于耐火、耐潮湿特种纸、耐火防水书法和绘画纸、耐高温标签纸以及档案等重要文件的长久保存。”
朱英杰告诉记者,目前研究团队正在重点开展新型无机耐火纸的应用探索,主要研究工作包括特种无机耐火纸、功能化耐火纸、光(电)缆阻燃包带、高效吸附过滤纸、隔热阻燃纸、生物医用纸等。 防水耐火纸还具有优良的隔热耐火性能,可应用于保护易燃物品免于火灾焚毁。
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