纖維素納米纖維：一種新的重要材料

陳京環(huán)

將木材制成紙的制漿造紙工藝是一項(xiàng)古老的技術(shù)。比眼鏡、指南針、瓷器、火藥、甚至代數(shù)還要古老。但值得注意的是，經(jīng)過近兩千年的發(fā)展，我們的行業(yè)仍在圍繞木纖維進(jìn)行創(chuàng)新，采用尖端工藝將其轉(zhuǎn)化為全新的應(yīng)用。我們正在制造比紙張更輕、更強(qiáng)的產(chǎn)品，以及能夠在我們生活的許多方面取代化石基衍生材料的天然、完全可生物降解的材料。

這項(xiàng)創(chuàng)新的一大驅(qū)動力是一種叫做纖維素納米纖維或納米纖維素的東西。它們來自用于造紙和紙基包裝同樣的木漿，通過加熱、加壓和研磨從木漿中提取。得到的纖維很小，人類的頭發(fā)絲平均直徑約為75μm，即7500萬分之一米。而納米纖維素纖維的平均寬度為15～30nm（納米），即20億分之一米。另外，它的強(qiáng)度是鋼材的8倍。

盡管美國科學(xué)家在20世紀(jì)70年代末和80年代初率先開發(fā)了納米纖維素，但直到最近，才開始釋放出它改善產(chǎn)品和生活的潛力。

在工業(yè)領(lǐng)域，納米纖維素可添加到紙張中以增加其強(qiáng)度和平滑度。在改善紙基包裝對空氣、水和油脂的阻隔方面也顯示出巨大的潛力，可以防止食品盒中的玉米片變質(zhì)，阻止比薩盒吸收油脂，避免咖啡杯被浸透等。此外，它還可以制成一種外觀類似于化石基塑料的透明薄膜，這將對未來包裝材料的可回收性產(chǎn)生重大影響。

納米纖維素也可以制成泡沫和凝膠，因?yàn)樗耆珶o毒，這意味著它甚至可以用作食品中的穩(wěn)定劑、香料載體和增稠劑。一些制造商甚至看到了使用納米纖維制造可用來制造超節(jié)能汽車的下一代更輕、更堅(jiān)固的汽車零部件的潛力。甚至有研究表明，納米纖維素可以取代制造手機(jī)和平板電腦時使用的不可生物降解的有毒物質(zhì)。由于納米纖維素可以被一種特殊的真菌生物降解，所生成的有機(jī)物可以作為樹木生長的原材料回到森林中。因此，將來也許會出現(xiàn)可生物降解的手機(jī)。

幾千年前，紙徹底改變了世界的交流方式，而幾千年后的今天，紙將繼續(xù)改變世界的交流方式，這就是紙漿的魔力！