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古老的技術。比眼鏡、指南針、瓷器、火藥、甚至代數還要古老。但值得注意的是，經過近兩千年的發(fā)展，我們的行業(yè)仍在圍繞木纖維進行創(chuàng)新，采用尖端工藝將其轉化為全新的應用。我們正在制造比紙張更輕、更強的產品，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。

這項創(chuàng)新的一大驅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，它的強度是鋼材的8倍。

盡管美國科學家在20世紀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品和生活的潛力。

在工業(yè)領域，納米纖維素可添加到紙張中以增加其強度和平滑度。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，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生重大影響。

納米纖維素也可以制成泡沫和凝膠，因為它完全無毒，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和平板電腦時使用的不可生物降解的有毒物質。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，將來也許會出現可生物降解的手機。

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！