來自新加坡國立大學(xué)工程學(xué)院的研究小組實(shí)現(xiàn)了世界首個將廢紙轉(zhuǎn)化為綠色纖維素氣凝膠的案例，制備出無毒、輕巧、靈活、高強(qiáng)及防水的產(chǎn)物。這種新材料可應(yīng)用到許多領(lǐng)域，例如清理石油泄漏、隔熱和包裝等。同時也由希望應(yīng)用在包裹材料，以便進(jìn)行藥物輸送，還有各種生物醫(yī)學(xué)用智能材料。這項(xiàng)前沿研究由副教授Duong領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)完成。

    Duong說道：“氣凝膠是人類目前使用最輕的固體材料，同時也是最好的絕緣材料之一。傳統(tǒng)的氣凝膠是由硅制得，這種材料并不環(huán)保。相反的，纖維素是由75%-85%的再生紙組成。我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種簡單、低成本、并且快速的將再生紙轉(zhuǎn)化成氣凝膠的方法。這種氣凝膠除了具有低的熱導(dǎo)系數(shù)，還具有幾種獨(dú)特性能，其一就是超強(qiáng)的吸油功能——它比市場上的吸附劑具有高出4倍的吸收能力。我們對這種新材料的潛在應(yīng)用滿懷激情與希望。

    全球范圍內(nèi)，紙的產(chǎn)量預(yù)計(jì)在2020年達(dá)到50億噸。每年產(chǎn)生的大量的紙質(zhì)廢棄物是很難處理的，因此回收或者轉(zhuǎn)化廢棄物制備生成人類有用的產(chǎn)品是解決這一難題可持續(xù)的方法。Duong教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的將紙質(zhì)廢棄物轉(zhuǎn)化成氣凝膠的技術(shù)能夠很好地解決這一問題，并且這種技術(shù)也是環(huán)保的。

    Duong說：“我們的制備工藝少用了70%的能源，減少了排放到空氣和水中污染物，還減少了漂白劑的使用量，并且整個過程只需要三天的時間，更加快捷高效?！?/P>

    該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這種新的纖維素氣凝膠宣稱具有超強(qiáng)的吸油能力。氣凝膠在包裹上甲基三甲氧基硅烷（MTMS）之后既防水又能夠吸油（除去水）達(dá)到干重的90倍之多，比普通在市面的吸油劑高出四倍的吸油能力。而且，他們能夠壓縮出超過99%吸收的原油。

    Duong說：“石油泄漏嚴(yán)重危害海洋生態(tài)系統(tǒng)，吸附是被認(rèn)為最有效的清理石油泄漏的方法。聚丙烯吸附劑PP廣泛應(yīng)用于石油吸附，但是它不可降解，吸附力弱且吸附速度慢。我們的新型纖維素氣凝膠故是一種誘人的替代品，有著1435億美元的市場規(guī)模?！?/P>

    Duong說：“纖維素氣凝膠另一潛在的應(yīng)用領(lǐng)域在于建筑行業(yè)的保溫材料，作為此應(yīng)用，它有幾個附加優(yōu)勢：防水性能使得他們能夠同時適用于干燥和陰雨的氣候，在熱帶地區(qū)他們的結(jié)構(gòu)也能夠保持穩(wěn)定達(dá)六個月之久；其自身的高強(qiáng)度也增加了建筑物的穩(wěn)固性；除此之外，這些氣凝膠質(zhì)量輕體積小，能夠大大減少墻面占據(jù)的空間從而增加建筑的空間?！?/P>

    此外，纖維素氣凝膠可應(yīng)用于包裝行業(yè)，可以取代塑料泡沫等包裝材料。其具有表面積大、孔隙率高等特性，同時可以作為藥物輸送的包裹材料。在未包裹狀態(tài)下，纖維素氣凝膠是親水的，可以吸收且鎖住水和酒精等極性液體。這就意味著它還可以應(yīng)用在嬰兒尿布和衛(wèi)生棉等產(chǎn)品上。

    更重要的是，壓縮的纖維素氣凝膠可以應(yīng)用在致命的槍傷或者刺傷的傷口上，將其放進(jìn)傷口隨即體積增大，產(chǎn)生阻止血液流出的壓力，控制致命的大出血在20秒以內(nèi)甚至更短。

    該團(tuán)隊(duì)甚至發(fā)現(xiàn)了一種提高纖維素氣凝膠承重能力的方式：對其添加顯微金屬納米顆粒。通過該方法纖維素氣凝膠排出大部分空氣變成磁性薄膜，達(dá)到每平方厘米28噸的承重能力。

    團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在美國、中國、印度和東南亞申請了發(fā)明專利，新加坡國立大學(xué)官方已經(jīng)將技術(shù)產(chǎn)權(quán)授權(quán)給Bronxculture，將纖維素氣凝膠產(chǎn)業(yè)化，用于包裝盒的保溫材料，保暖冬衣以及吸油材料。

    本文引自新加坡國立大學(xué)材料學(xué)報(bào)，經(jīng)《新材料》編輯。本文觀點(diǎn)并非Elsevier觀點(diǎn)。