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(guò)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(dòng)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(lái)自用于造紙和紙基包裝同樣的木漿,通過(guò)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(wàn)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(guó)科學(xué)家在20世紀(jì)70年代末和80年代初率先開(kāi)發(fā)了納米纖維素,但直到最近,才開(kāi)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(duì)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(duì)未來(lái)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(wú)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(lái)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(shí)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(shù)木生長(zhǎng)的原材料回到森林中。因此,將來(lái)也許會(huì)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!