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新型高柔韌羥基磷灰石耐火紙在上海硅酸鹽研究所誕生 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2014-01-17 11:23:39 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/劉莉)傳統植物纖維紙易變黃、易燃,易被腐蝕損毀,不利于保存?;谶@些突出問題,最近,中國科學院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究員帶領的科研團隊專心致力于具有可控構造的羥基磷灰石納米材料的研究,目標是發明一種新型的具有高柔韌性及不可燃性的無機紙以期解決傳統植物纖維紙所面臨的難題。
羥基磷灰石是一種天然礦物質,它是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機成份,具有優良的生物相容性并且環境友好,本身呈現優質的白色,是制造紙的一種理想材料。但是羥基磷灰石材料應用于造紙有兩個技術點需要突破:
1、羥基磷灰石材料如羥基磷灰石陶瓷一般脆性很高、韌性很低,因此需要解決提高羥基磷灰石材料的柔韌性。通過堅持不懈的研究,朱英杰科研團隊發現采用羥基磷灰石超長納米線作為紙的構建材料可以有效解決這一難題。
2、羥基磷灰石在合成過程中容易形成短納米棒,對制備羥基磷灰石超長納米線形成很大的挑戰性。朱英杰科研團隊發展了一種新的制備方法,以油酸鈣為前驅體成功地制備出親水性/疏水性可精確調控的羥基磷灰石超長納米線,并以該超長納米線作為紙的構建材料,采用簡單的真空抽濾技術成功地制備出新型羥基磷灰石耐火紙。
該紙具有高柔韌性、可任意卷曲、不可燃燒,并可以耐1000 oC以上的高溫(如下圖1和圖2示)。這種新型耐火紙可以應用于需要長期保存的文字、文件及檔案等,它作為永久和安全的信息存儲介質具有良好的應用前景。此外,該新型耐火紙也可作為從廢水中有效去除有機污染物的可再生吸附劑、藥物控釋載體、骨缺損修復材料、醫用紙、阻燃材料和耐高溫材料等用途。
圖1 羥基磷灰石紙的柔韌性試驗
圖2 羥基磷灰石紙的耐高溫性試驗
目前,這種高柔韌性羥基磷灰石耐火紙還僅限于實驗室規模的制備。朱英杰科研團隊正考慮進一步改進和優化羥基磷灰石超長納米線的合成方法,使其進一步向低成本和批量化方向推進,期望為未來可能的規?;a提供技術支撐。
可以預期,將來如果高柔韌性羥基磷灰石耐火紙能夠實現大規模生產和使用,它不僅能夠作為永久和安全的信息存儲介質將重要文字、文件及檔案等長期保存,而且可以大幅度減少人類對傳統植物纖維素紙的依賴,使大規模森林等寶貴的自然資源得以保全,從一定程度上減少環境污染,從而對未來人類社會和環境產生重要而深遠的影響。
該研究工作發表在(Chemistry-A European Journal, DOI: 10.1002/chem.201304439)雜志, 并吸引了Materials Today,ChemViews Magzine,Materia?y In?ynierskie等雜志的關注分別對該工作進行報道,相關研究工作得到國家自然科學基金、科技部和上海市科委的資助。
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