不怕火的完美纸张

纸，是我们生活中必不可少的东西，但是，它却有一个非常致命的缺点—易燃，不少书籍文献都因此在火灾中被付之一炬。可以说，火就是纸的克星。但上海的科学家却告诉我们，不怕火的纸也是可以有的。

近日从中国科学院上海硅酸盐研究所了解到，该所研究员朱英杰带领的科研团队，已成功合成出一种高柔韧性、可耐高温的新型无机材料纸张羟基磷灰石“耐火纸”，并且有多种潜在用途。这一研究成果已刊登在今年1月的《化学－欧洲杂志》期刊上。

羟基磷灰石做原料

传统纸张虽然用途很广，但是很容易变黄，而且还怕火。有没有一种不怕火、不易变黄的完美纸张呢？朱英杰研究员带领的科研团队，经过6年时间的不懈努力和数以百计的实验，终于找寻到了一种理想的材料，制造出不怕火的“耐火纸”。

据朱英杰研究员介绍，这种“耐火纸”表面呈柔和的乳白色，具有高柔韧性、可任意卷曲，还不可燃烧，“它不是不易燃，而是不可燃烧。”朱英杰研究员解释。

与普通纸张相比，“耐火纸”的制作原理相似，但制作材料却大不相同，科研团队采用的是具有可控构造的羟基磷灰石纳米材料。“羟基磷灰石是一种比较常见的天然矿物质，也是脊椎动物比如我们人类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，本身呈现优质的白色，并且耐高温和耐火，具有长久保存不易变色的优良特性，有利于纸质文件的长久保存。”朱英杰研究员介绍说，实验中，他们用作造纸的原料羟基磷灰石超长纳米线是化学合成的，制造纸张的步骤也相对简单。

据了解，这种“耐火纸”的外形、手感以及使用感觉都和传统的纸张相似，“我们用‘耐火纸’进行过彩色打印，打出来的效果还挺不错。”朱英杰研究员笑言。

弥补传统纸张缺陷

就如前文所提及的，传统纸张易变黄、易燃烧这两个属性，是它非常大的软肋。朱英杰研究员向记者介绍传统纸张的几个不足之处：

第一，传统纸张通常是采用树木或草等植物纤维作为原料，再加入一些添加剂和漂白剂制造出来的。因此在制造过程中，就需要消耗大量的木材，而且还要使用一些添加剂和漂白剂，会对环境产生一些负面影响。”朱英杰研究员表示。

第二，木材纸浆制成的传统纸张含有较高比例的木质素，而木质素在空气和光照的作用下容易逐渐变黄。”我们经常听说，一些古代流传下来的字画发黄了，甚至一些我们小时候用过的书籍、课本到现在也已经泛黄，很是可惜。

朱英杰研究员表示，这种植物纤维素还会产生一些酸性物质，容易使纸张腐蚀降解。“最后一点，就是易燃。不少珍贵的纸质文献资料没有流传下来的一大原因，就是因为它们在大大小小的火灾中被付之一炬。”比如2008年西南大学的那场火灾，文学院的教授、老师们，只能眼看大火步步逼近珍贵文献而无能为力。

而如果这些文献使用的是“耐火纸”，就不会出现这样的问题。研究团队做过一个实验，将传统纸和羟基磷灰石“耐火纸”在同等条件下放在酒精灯上燃烧，传统纸张仅几秒钟就被烧成灰烬，而5分钟后，耐火纸以及书写的字体仍然完好无损。

批量生产使用能保护环境

所有的科学研究都并非一帆风顺的，“耐火纸”的研制也是如此。在攻克过程中，朱英杰研究员和他的研究团队就遇到了两大难点。

虽然在耐火、不变色等问题上，羟基磷灰石很有效，但它也并不是完美的，“这种材料脆性很高，韧性很低，就像陶瓷那样易碎。”朱英杰研究员表示，如何提高羟基磷灰石的柔韧性，就成了他们需要攻克的一大难点。结果他们发现，采用羟基磷灰石超长纳米线，可以较好地解决这个难题。

但怎么合成羟基磷灰石超长纳米线，也是个令人头疼的难点，”朱英杰研究员解释说，因为在合成过程中，羟基磷灰石通常很不“听话”地形成很短的纳米棒，而非超长纳米线，这就不能达到实验所要求的高柔韧性。

通过反复实验，朱英杰科研团队最终找到了一种新的制备方法：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，并以此作为新型纸张的构建材料，采用简单的真空抽滤技术，制备出羟基磷灰石“耐火纸”。

目前，这种高柔韧性羟基磷灰石“耐火纸”，还仅限于实验室规模的制备。朱英杰研究员介绍，科研团队正考虑进一步改进和优化羟基磷灰石超长纳米线的合成方法，使其能进一步向低成本和批量化方向推进，也就是为这种“耐火纸”能够工业化生产和商业化提供技术支撑。

我们可以预期到的是，在不久的将来，如果高柔韧性羟基磷灰石‘耐火纸’，能够实现大规模生产和使用的话，不仅能够大幅度减少人类对传统植物纤维素纸的依赖，使大规模森林等宝贵的自然资源得以保全，还能够从一定程度上减少环境污染，从而对未来人类社会和环境，产生重要而深远的影响。”朱英杰研究员表示。