來自新加坡國立大學工程學院的研究小組實現了世界首個將廢紙轉化為綠色纖維素氣凝膠的案例，制備出無毒、輕巧、靈活、高強及防水的產物。這種新材料可應用到許多領域，例如清理石油泄漏、隔熱和包裝等。同時也由希望應用在包裹材料，以便進行藥物輸送，還有各種生物醫(yī)學用智能材料。這項前沿研究由副教授Duong領導的研究團隊完成。

    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。我們團隊研發(fā)了一種簡單、低成本、并且快速的將再生紙轉化成氣凝膠的方法。這種氣凝膠除了具有低的熱導系數，還具有幾種獨特性能，其一就是超強的吸油功能——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用滿懷激情與希望。

    全球范圍內，紙的產量預計在2020年達到50億噸。每年產生的大量的紙質廢棄物是很難處理的，因此回收或者轉化廢棄物制備生成人類有用的產品是解決這一難題可持續(xù)的方法。Duong教授團隊研發(fā)的將紙質廢棄物轉化成氣凝膠的技術能夠很好地解決這一問題，并且這種技術也是環(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>

    該團隊研發(fā)的這種新的纖維素氣凝膠宣稱具有超強的吸油能力。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：“石油泄漏嚴重危害海洋生態(tài)系統(tǒng)，吸附是被認為最有效的清理石油泄漏的方法。聚丙烯吸附劑PP廣泛應用于石油吸附，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。”

    Duong說：“纖維素氣凝膠另一潛在的應用領域在于建筑行業(yè)的保溫材料，作為此應用，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)他們的結構也能夠保持穩(wěn)定達六個月之久；其自身的高強度也增加了建筑物的穩(wěn)固性；除此之外，這些氣凝膠質量輕體積小，能夠大大減少墻面占據的空間從而增加建筑的空間?！?/P>

    此外，纖維素氣凝膠可應用于包裝行業(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用在嬰兒尿布和衛(wèi)生棉等產品上。

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

    該團隊甚至發(fā)現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，達到每平方厘米28噸的承重能力。

    團隊已經在美國、中國、印度和東南亞申請了發(fā)明專利，新加坡國立大學官方已經將技術產權授權給Bronxculture，將纖維素氣凝膠產業(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材料學報，經《新材料》編輯。本文觀點并非Elsevier觀點。