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新型高柔韧羟基磷灰石耐火纸在上海硅酸盐研究所诞生
来源:中国粉体技术网    更新时间:2014-01-17 11:23:39    浏览次数:
 
      (中国粉体技术网/刘莉)传统植物纤维纸易变黄、易燃,易被腐蚀损毁,不利于保存。基于这些突出问题,最近,中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰研究员带领的科研团队专心致力于具有可控构造的羟基磷灰石纳米材料的研究,目标是发明一种新型的具有高柔韧性及不可燃性的无机纸以期解决传统植物纤维纸所面临的难题。
  羟基磷灰石是一种天然矿物质,它是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机成份,具有优良的生物相容性并且环境友好,本身呈现优质的白色,是制造纸的一种理想材料。但是羟基磷灰石材料应用于造纸有两个技术点需要突破:
  1、羟基磷灰石材料如羟基磷灰石陶瓷一般脆性很高、韧性很低,因此需要解决提高羟基磷灰石材料的柔韧性。通过坚持不懈的研究,朱英杰科研团队发现采用羟基磷灰石超长纳米线作为纸的构建材料可以有效解决这一难题。 
  2、羟基磷灰石在合成过程中容易形成短纳米棒,对制备羟基磷灰石
超长纳米线形成很大的挑战性。朱英杰科研团队发展了一种新的制备方法,以油酸钙为前驱体成功地制备出亲水性/疏水性可精确调控的羟基磷灰石超长纳米线,并以该超长纳米线作为纸的构建材料,采用简单的真空抽滤技术成功地制备出新型羟基磷灰石耐火纸。
  该纸具有高柔韧性、可任意卷曲、不可燃烧,并可以耐1000 oC以上的高温(如下图1和图2示)。这种新型耐火纸可以应用于需要长期保存的文字、文件及档案等,它作为永久和安全的信息存储介质具有良好的应用前景。此外,该新型耐火纸也可作为从废水中有效去除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用途。
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图1 羟基磷灰石纸的柔韧性试验
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图2 羟基磷灰石纸的耐高温性试验
  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,使其进一步向低成本和批量化方向推进,期望为未来可能的规模化生产提供技术支撑。
  可以预期,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,它不仅能够作为永久和安全的信息存储介质将重要文字、文件及档案等长期保存,而且可以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,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。
   该研究工作发表在(Chemistry-A European Journal, DOI: 10.1002/chem.201304439)杂志, 并吸引了Materials Today,ChemViews Magzine,Materiały Inżynierskie等杂志的关注分别对该工作进行报道,相关研究工作得到国家自然科学基金、科技部和上海市科委的资助。 
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