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我爱发明|这是真的吗?纸能包住火?!

 

“纸包不住火”,这句俗语人尽皆知,但是随着科技的日新月异,大量新兴事物的诞生正逐渐突破人类已有的认知。那么,纸能包住火吗?

在我们今天的生活中,纸是个不起眼的小角色,可是回到两千年前,纸可是个让世人称奇的大发明!

在纸诞生之前,人们只能用竹子做成的竹简,丝绸做的绢帛来记录和传递信息。竹简沉重,书写不便,而绢帛过于昂贵,根本无法普及。

据记载,东汉时期(公元105年),蔡伦在总结前人经验的基础上改进了造纸术,使用树皮、麻头等来源广泛的原料,造出了质量更高、更适合书写的纸。

拥有绢帛一样的轻薄身躯,却像竹简一样原料低廉,便携以及低成本,让纸能够推广使用变为可能。毋庸置疑,纸是当时最先进的发明产物之一,纸的出现引领着人们工作生活的新风向,让人类的思想文化更方便地记录,保存和流传。

可是,纸也并非没有弱点,水火无情,水和火都是纸的天敌。因为诞生于水中,干燥成型,再次泡水,对于纸来说,意味着打回原形。纸取材于植物纤维,而植物纤维的主要成分纤维素,是由葡萄糖组成的大分子多糖,有机物质都比较易燃,因此,纸自然也无法摆脱遇火燃烧的宿命。

那么,能不能做出既防水又耐火的纸呢?

发明人:朱英杰团队

发明项目:新型耐火纸

55岁的朱英杰,是中国科学院上海硅酸盐研究所的一名研究员。当看到图书馆被烧,大量珍贵图书资料受损的新闻,朱英杰扼腕叹息的同时,也开始思考,能不能研制一种既耐火又防水的新型纸张呢?

经过不懈的努力,朱英杰团队寻找到了一种适合的无机材料羟基磷灰石作为造纸原料。羟基磷灰石既是一种天然磷灰石矿物,也是人体骨骼和牙釉质中的重要无机物。利用纳米技术,将羟基磷灰石原料制成超长纳米线,具有良好的柔韧性,直径仅是人体发丝的万分之一。利用羟基磷灰石超长纳米线作为原料,通过类似传统的造纸工艺,朱英杰团队成功地制备出了新型耐火纸。

那么,这个小小的新型耐火纸,究竟能不能抵御火焰的攻击呢?

面对酒精灯、丁烷喷枪火焰的猛烈进攻,眨眼之间,普通打印纸化为乌有;而新型耐火纸“面不改色”、“毫发无伤”地屹立火中。

纸能包住火,真的变为现实了!

最初的设想已经成功了一半,可是,接下来,怎么能让不怕火烧的耐火纸也可以防水呢?

朱英杰团队从荷叶上的露珠得到启发,如果让耐火纸的表面形成类似荷叶表面的超疏水结构,是不是就可以做出既耐火又防水的纸张了呢?

在新型耐火纸的浆料配方中增加防水材料,使表面吸附了油酸分子的羟基磷灰石超长纳米线,相互交织,缠绕,形成纳米多孔网络结构,这种特殊的结构,结合油酸分子具有的疏水作用,使新型耐火纸具有了类似荷叶表面的超疏水性和防水功能。

将耐火纸放入水里,新增加的防水功能让它与水隔绝,可以自由地停留在水中。

经过测试,新型耐火纸像穿上了防水衣,拥有了神奇的超疏水性。

这就是新型耐火纸的全部本领了吗?不,还有更多……

抗菌功能、发光功能、磁性功能也让新型耐火纸具有了更多应用的可能。

可是纸张的一个主要功能就是用来记录、书写,新奇的耐火纸可以用什么笔书写呢?

油性笔、水性笔、铅笔、圆珠笔……新型耐火纸全都来者不拒,得心应手。

朱英杰团队还研发出来耐高温的墨,可以让耐火纸上的书法作品不惧烈火,永久保留。

这么神奇的耐火纸有没有可能走进我们的生活呢?

朱英杰团队又制备出了达到复印纸标准的耐火纸,可使用打印机打印。

经过多年研究,朱英杰团队成功地研制出了既耐火又防水的新型纸张,让“纸能包住火”变为现实,也实现了自己的研发初衷,能够让更多的书籍、珍贵资料免受水火的侵扰,长久保存。

【专家点评】

宋立昕 中国材料研究学会 研究员

朱英杰团队采用羟基磷灰石超长纳米线制备的新型耐火纸,具有非常好的优点,耐高温、防火、隔热,和传统纸相比可以长期保存,不怕烧毁。另外它一个特点,生物相容性好,原料主要是利用化学合成得来的,可以避免使用大量的天然木材,节约资源,整个过程绿色环保。

目前,这种耐火纸还处于实验研制阶段,如果能够达到批量化制备,同时降低成本,就可以让这种纸尽快进入我们日常生活,然后在更多领域获得应用。

我爱发明

纸能包住火》

播出时间:1月31日 18:50

监制/张广义 主编/刘铭 黄丽君

编辑/田楚韵 吴霞 谌知翼(实习)

[注:本文部分图片来自互联网!未经授权,不得转载!每天跟着我们读更多的书]


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