用废纸制作气凝胶

材料牛注：全球纸张的产量增长迅速，预计到2020年将达到五亿吨，由此也会带来更多的废纸，那么怎样合理地处理这些废纸呢？新加坡国立大学的研究员来告诉你······

新加坡国立大学工程系的一支研究团队成功地将废纸转变为纤维素气凝胶，它无毒、超轻、柔软、坚韧并且疏水。这种新材料很适合用作吸收油污、绝热和包装材料，或许还可以用作药品包裹材料和生物医药领域的智能材料。这一开创性的产品由机械工程学院助理教授Hai Minh Duong领导的团队研制。

Duong 说：“气凝胶是人类已知的最轻的固体材料，具有很好的绝缘性。传统的气凝胶主要由硅来制作，并不环保。然而，纤维素气凝胶成本很低，75%~85%的原料是纸。我们的团队发明了一种将纸转变为气凝胶更快、更有效的新方法。这种气凝胶除了具有低的导热性，还有很多独特的性质，其中之一就是强大的吸油能力，它的吸油能力是现在市场上吸收剂的五倍。这种新的性质令我们很兴奋”

全球的造纸产量将在2020年达到五亿吨。每年与纸有关的废弃物很难处理，因此，Duong和他的团队发明的新方法为解决这一难题提供了一种可能，同时，这种新方法是绿色环保的。

Duong说：“我们的方法可以节约70%的能量，产生更少的污染，我们在氯漂白的过程中使用更少的二噁英，整个制造过程仅仅需要三天，更加快速。”

这种新型纤维素气凝胶具有超强的吸油能力，当使用甲基三甲氧基硅烷包裹时，这种气凝胶会是疏水的，可以吸附其干重90倍的油。而且，通过挤压可以挤出99%。

Duong说：“石油的泄露会严重地危害海洋的生态环境，使用合适的物质吸收油污是一种可行的解决方法。基于聚丙烯（PP）的吸收剂已经被广泛地使用，但是这种吸收剂并不具有生物降解性，并且它的吸收效果不好。我们研发的新型气凝胶十分适合用作清除油污的吸收剂，潜在的市场价值将可达一千四百三十五亿美元”

Duong说：“这种新型气凝胶也可以用作房屋的绝缘材料（并不仅仅和电绝缘）。除了作为绝热材料外，它的疏水性使得它在干燥和潮湿的天气均可以使用。在热带气候中，气凝胶的结构可以保持六个月。同时由于其质轻并且坚韧，所以当用作建筑材料，它使得墙壁可以更薄”。

而且，这种气凝胶还可以替代像泡沫这样的塑料包装材料。由于其表面积大、疏松多孔、可生物降解，它还可以用作药品的包装材料。如果不对气凝胶进行物质包覆，气凝胶将表现出亲水性，可以吸收大量的极性液体，例如水和酒精，也就是说这种气凝胶还可以用于制作婴儿的尿布和女士的卫生巾。

压缩的气凝胶还可以放入像枪伤、刺伤之类的伤口用于止血。气凝胶在伤口内膨胀，可以在20秒或更短的时间内止血。

研究员们还发明了一种增强气凝胶韧性的方法。他们将气凝胶和纳米金属粉末的液体一同加工。之后对产品进行压制除去大部分的空气，由此得到一种很薄的金属片，每平方厘米可以承受28吨的重量。

研究员们已经在我国、美国、印度、东南亚申请了专利。同时，新加坡国立大学已经授权Bronxculture公司使用其专利，该公司将使用气凝胶制作吸油材料和绝缘材料用于包装盒、冬季衣服。

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感谢材料人编辑部陈晓提供素材