纸是人类日常工作和生活离不开的多用途产品。纸是中国古代四大发明之一，纸的发明结束了古代简牍繁复的历史，极大地促进了人类文化的传播与发展。传统纸通常是采用树木或草等植物纤维为原料并加入一些添加剂和漂白剂制造出来的。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。 

由木材纸浆制成的传统纸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，这就是一些书籍和报纸保存一段时间后会变黄的原因。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。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。 

基于传统纸所面临的突出问题，探索基于无机材料的新型高柔韧性耐火纸就成为一个重要的研究课题。

可耐1000℃高温的新型无机耐火纸——羟基磷灰石耐火纸问世已两年有余，近日，这项技术又取得了实质性进展。中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰团队通过优化组分配方和抄造技术，成功研制出大尺寸、厚度可调控、符合复印纸国家标准的新型无机耐火纸。相关研究成果以封面论文形式发表在学术期刊《欧洲化学》上。

新型无机耐火纸，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，是构建新型无机耐火纸的理想材料。

朱英杰研究员团队2014年成功制备出高柔韧性、生物相容性好、耐高温、不燃烧的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸 ，具有良好的应用前景，受到国内外媒体和学术期刊的广泛关注和大量报道。之后，该团队又取得了一系列重要研究进展。

在作为新型无机耐火纸构建原料的羟基磷灰石超长纳米线制备方法探索方面，发展了一种具有普适性的油酸钙前驱体溶剂热法，采用多种不同的一元醇制备出高长径比的羟基磷灰石超长纳米线，纳米线的长度可达到100微米以上，最大长度甚至接近1000微米。另外，将油酸钙前驱体溶剂热法扩展到多种不同的可溶性磷酸盐磷源制备出高长径比的羟基磷灰石超长纳米线。在羟基磷灰石超长纳米线放大制备技术探索方面也取得了良好的研究进展，发展了体积为10升级反应釜的制备技术，并且具有良好的可重复性。目前正在开展羟基磷灰石超长纳米线的低成本制备技术的探索研究。

通过大量实验探索，朱英杰团队发展了羟基磷灰石超长纳米线浆料的优化配方、无机胶黏剂优化配方和耐火纸抄造技术，所制备羟基磷灰石耐火纸的强度等性能得到明显提高，耐火纸的尺寸由原来的几厘米放大到A4尺寸（21厘米 × 29.7 厘米），可直接用于打印机彩色打印，效果良好。目前，所研发的羟基磷灰石耐火纸的主要性能指标可达到复印纸国家标准，可应用于书写、复印机、打印机等特种办公用纸、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等。

抗菌耐火纸由于其高效抗菌功能具有良好的应用前景。

最近，朱英杰研究员科研团队发展了新型抗菌羟基磷灰石耐火纸的制备技术，通过一步溶剂热法制备出分散性好、含量可调控的纳米银复合羟基磷灰石超长纳米线，并成功制备出尺寸和厚度可调控的新型抗菌羟基磷灰石耐火纸，该纸具有高柔韧性、良好的生物相容性和高效抗菌性能，并且不燃烧和耐高温。相关研究结果受到审稿人的高度评价，作为封面论文和热点论文。

图. 新型抗菌羟基磷灰石耐火纸

“新型无机耐火纸本身具有较好的生物相容性，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，还具有独特的耐高温、耐火性能，可应用于耐高温特种纸、耐火书法和绘画纸、耐高温标签纸以及档案等重要文件的长久保存。”朱英杰说。

新型抗菌羟基磷灰石耐火纸相关研究工作已申请一项发明专利。有关新型羟基磷灰石耐火纸的发明专利“高柔韧性耐高温不燃的羟基磷灰石纸及其制备方法”已经获得授权。另外，该团队还建立了拥有多种仪器设备的耐火纸研究平台，为新型无机耐火纸的研究工作提供了良好的科研条件和研究基础。

目前，该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、高效吸附过滤纸、阻燃材料和生物医用材料等。

文章链接：

Zhi-Chao Xiong, et al, "One-Step Synthesis of Silver Nanoparticle-Decorated Hydroxyapatite Nanowires for the Construction of Highly Flexible Free-Standing Paper with High Antibacterial Activity," Chem. Eur. J. 2016, DOI: 10.1002/chem.201601438

朱英杰研究员简介：

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员，博导，Email：y.j.zhu@mail.sic.ac.cn

个人主页：点击此处进入

研究方向：纳米材料。

（本文信息来源：中国科学院上海硅酸盐研究所；由e科网整理编辑）

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页