來源化學加

紙是中國的四大發明之一，這一簡單而又實用的發明在今天依然發揮著重要的作用。然而，紙不耐火、不防水，難免限制了其使用范圍，并有著一定的安全隱患。中科院一研究小組卻發明了耐火且防水的紙張，這到底是怎么一回事呢？

書籍是人類進步的階梯，而紙張則是書籍的載體，但是，紙張的不安全性成為了其在傳承人類文明過程中的一大隱患。

比如你看：

2014年1月，法國圖書館由于輸水管道破裂，導致一萬多部書籍被淹。

2015年1月，莫斯科社會科學信息研究所圖書館發生重大火災，大量古籍被毀�？胺Q俄羅斯學界的“切爾諾貝利事件”。

所以，要是有一種又耐火又防水的紙張就好了！

這可不是癡人說夢！前不久，來自中科院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究小組就發明了這種科幻般“水火不侵”的紙張。

耐火紙張可以耐受5分鐘的高溫而不燃燒

一杯紅茶潑上去，紙張絲毫不受影響

羥基磷灰石創造的神話

這一切來自于良好的材料設計。普通的紙張是由天然有機高分子纖維素所制造，自然不耐火，而這種新型紙張，使用的卻是無機材料-羥基磷灰石，因此耐火性很好。這是一種天然的礦物質，并且它是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機成份，也可以被人工合成，具有優良的生物相容性并且環境友好，本身呈現優質的白色，是制造紙張的理想材料。

那么為什么它還是防水的呢？

防水圖：這種紙張能夠防止水以及多種飲料的浸透，如牛奶、橙汁、可樂等

原來，在制造配方中，研究者引入了油酸鹽成分，它是一種疏水親油的結構。同時，將羥基磷灰石采用納米線的結構，一方面這種納米級粗糙結構可以進一步增強其疏水性能，另一方面也賦予羥基磷灰石材料柔韌性，使其可以制造成柔軟的紙張。

羥基磷灰石紙張的制造過程，簡單來說，就是先用溶劑熱法得到羥基磷灰石的納米線結構，再將其與油酸鹽進行溶液共混，最后濾掉液體，即得到濾餅，即為羥基磷灰石紙張。

不懼磨煉的多面小能手

在微觀結構上，其垂直方向上是層層堆積的結構，而每一層中又是有著粗糙形貌的微觀結構。

fg圖為其截面形貌，可以很清晰的看到層狀結構，圖hi為表面圖，圖j為水滴滴落在其表面的狀態，呈現出很大的超疏水性能

常規利用微納結構制備的超疏水材料最大的問題就是不耐磨損，而這種紙張卻不怕摩擦。這種特點來自于其獨特的層狀結構，當表面的層狀結構被磨損掉后，下層就暴露出來，但是下一層還具有同樣的微納結構與油酸鹽分子，因此絲毫不影響其繼續發揮其超疏水的性能。

另外，它可以變身其他領域的小能手，除了將其開發成紙張，利用其表面疏水卻親油的特點，可以將其開發成一種簡易的油水分離器。

油水分離動圖：吸取水體表面的油滴，為方便觀察，油滴中混有少量色素

還可以作為一種易清潔灰塵的涂層：

自清潔動圖

可以預期，這種紙張不僅能夠作為永久和安全的信息存儲介質幫助長久保存書寫和印刷文件及檔案等重要的紙質文件，而且可以大幅度減少人類對傳統植物纖維素紙的依賴，使大規模森林等寶貴的自然資源得以保全，還可以減少環境污染，具有重要的科學與生產意義。