用廢紙制作氣凝膠

材料牛注：全球紙張的產量增長迅速，預計到2020年將達到五億噸，由此也會帶來更多的廢紙，那么怎樣合理地處理這些廢紙呢？新加坡國立大學的研究員來告訴你······

新加坡國立大學工程系的一支研究團隊成功地將廢紙轉變為纖維素氣凝膠，它無毒、超輕、柔軟、堅韌并且疏水。這種新材料很適合用作吸收油污、絕熱和包裝材料，或許還可以用作藥品包裹材料和生物醫藥領域的智能材料。這一開創性的產品由機械工程學院助理教授Hai Minh Duong領導的團隊研制。

Duong 說：“氣凝膠是人類已知的最輕的固體材料，具有很好的絕緣性。傳統的氣凝膠主要由硅來制作，并不環保。然而，纖維素氣凝膠成本很低，75%~85%的原料是紙。我們的團隊發明了一種將紙轉變為氣凝膠更快、更有效的新方法。這種氣凝膠除了具有低的導熱性，還有很多獨特的性質，其中之一就是強大的吸油能力，它的吸油能力是現在市場上吸收劑的五倍。這種新的性質令我們很興奮”

全球的造紙產量將在2020年達到五億噸。每年與紙有關的廢棄物很難處理，因此，Duong和他的團隊發明的新方法為解決這一難題提供了一種可能，同時，這種新方法是綠色環保的。

Duong說：“我們的方法可以節約70%的能量，產生更少的污染，我們在氯漂白的過程中使用更少的二噁英，整個制造過程僅僅需要三天，更加快速。”

這種新型纖維素氣凝膠具有超強的吸油能力，當使用甲基三甲氧基硅烷包裹時，這種氣凝膠會是疏水的，可以吸附其干重90倍的油。而且，通過擠壓可以擠出99%。

Duong說：“石油的泄露會嚴重地危害海洋的生態環境，使用合適的物質吸收油污是一種可行的解決方法。基于聚丙烯（PP）的吸收劑已經被廣泛地使用，但是這種吸收劑并不具有生物降解性，并且它的吸收效果不好。我們研發的新型氣凝膠十分適合用作清除油污的吸收劑，潛在的市場價值將可達一千四百三十五億美元”

Duong說：“這種新型氣凝膠也可以用作房屋的絕緣材料（并不僅僅和電絕緣）。除了作為絕熱材料外，它的疏水性使得它在干燥和潮濕的天氣均可以使用。在熱帶氣候中，氣凝膠的結構可以保持六個月。同時由于其質輕并且堅韌，所以當用作建筑材料，它使得墻壁可以更薄”。

而且，這種氣凝膠還可以替代像泡沫這樣的塑料包裝材料。由于其表面積大、疏松多孔、可生物降解，它還可以用作藥品的包裝材料。如果不對氣凝膠進行物質包覆，氣凝膠將表現出親水性，可以吸收大量的極性液體，例如水和酒精，也就是說這種氣凝膠還可以用于制作嬰兒的尿布和女士的衛生巾。

壓縮的氣凝膠還可以放入像槍傷、刺傷之類的傷口用于止血。氣凝膠在傷口內膨脹，可以在20秒或更短的時間內止血。

研究員們還發明了一種增強氣凝膠韌性的方法。他們將氣凝膠和納米金屬粉末的液體一同加工。之后對產品進行壓制除去大部分的空氣，由此得到一種很薄的金屬片，每平方厘米可以承受28噸的重量。

研究員們已經在我國、美國、印度、東南亞申請了專利。同時，新加坡國立大學已經授權Bronxculture公司使用其專利，該公司將使用氣凝膠制作吸油材料和絕緣材料用于包裝盒、冬季衣服。

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感謝材料人編輯部陳曉提供素材