紙是中國古代四大發(fā)明之一，紙的發(fā)明結(jié)束了古代簡牘繁復(fù)的歷史，極大地促進(jìn)了人類文化的傳播與發(fā)展。如今，紙已成為人類日常工作和生活離不開的多用途產(chǎn)品。傳統(tǒng)紙通常是采用樹木或草等植物纖維為原料并加入一些添加劑和漂白劑制造出來的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一次性紙成為一種廉價(jià)的商品，導(dǎo)致紙的消耗量及其廢物大幅增加。例如在20世紀(jì)下半葉全球紙的用量大約增長了6倍，全球約20％的木材用于紙的制造，導(dǎo)致大規(guī)模森林資源的消耗和環(huán)境污染。

　　由木材紙漿制成的傳統(tǒng)紙含有較高比例的木質(zhì)素，木質(zhì)素在空氣中和光照下會逐漸變黃，這就是一些書籍和報(bào)紙保存一段時(shí)間后會變黃的原因。植物纖維素也會產(chǎn)生一些酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)會使紙腐蝕降解。傳統(tǒng)植物纖維素紙的另一個(gè)致命弱點(diǎn)是易燃性，書籍和紙質(zhì)文件在火災(zāi)中會被完全燒毀，這也是很多世紀(jì)以來眾多紙質(zhì)文物損毀消失的一個(gè)主要原因。

　　基于傳統(tǒng)紙所面臨的突出問題，探索基于無機(jī)材料的新型高柔韌性耐火紙就成為一個(gè)重要的研究課題。最近，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)致力于具有可控構(gòu)造的羥基磷灰石納米材料的研究，目標(biāo)是發(fā)明一種新型的具有高柔韌性及不可燃性的無機(jī)紙以期解決傳統(tǒng)植物纖維紙所面臨的難題。羥基磷灰石是一種天然礦物質(zhì)，它是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機(jī)成份，具有優(yōu)良的生物相容性并且環(huán)境友好，本身呈現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的白色，是制造紙的一種理想材料。但是羥基磷灰石材料如羥基磷灰石陶瓷一般脆性很高、韌性很低，因此需要解決的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)是如何顯著提高羥基磷灰石材料的柔韌性。通過堅(jiān)持不懈的研究，朱英杰科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，采用羥基磷灰石超長納米線作為紙的構(gòu)建材料可以有效解決這一難題。

　　另一方面，羥基磷灰石在合成過程中通常容易形成短納米棒，而羥基磷灰石超長納米線的制備是一個(gè)具有很大挑戰(zhàn)性的難題。朱英杰科研團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種新的制備方法，以油酸鈣為前驅(qū)體成功地制備出親水性/疏水性可精確調(diào)控的羥基磷灰石超長納米線，并以該超長納米線作為紙的構(gòu)建材料，采用簡單的真空抽濾技術(shù)成功地制備出新型羥基磷灰石耐火紙。該紙具有高柔韌性、可任意卷曲、不可燃燒，并可以耐1000oC以上的高溫。這種新型耐火紙可以應(yīng)用于需要長期保存的文字、文件及檔案等，它作為永久和安全的信息存儲介質(zhì)具有良好的應(yīng)用前景。此外，該新型耐火紙也可作為從廢水中有效去除有機(jī)污染物的可再生吸附劑、藥物控釋載體、骨缺損修復(fù)材料、醫(yī)用紙、阻燃材料和耐高溫材料等用途。

　　目前，這種高柔韌性羥基磷灰石耐火紙還僅限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的制備。朱英杰科研團(tuán)隊(duì)正考慮進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化羥基磷灰石超長納米線的合成方法，使其進(jìn)一步向低成本和批量化方向推進(jìn)，期望為未來可能的規(guī)模化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。可以預(yù)期，將來如果高柔韌性羥基磷灰石耐火紙能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用，它不僅能夠作為永久和安全的信息存儲介質(zhì)將重要文字、文件及檔案等長期保存，而且可以大幅度減少人類對傳統(tǒng)植物纖維素紙的依賴，使大規(guī)模森林等寶貴的自然資源得以保全，從一定程度上減少環(huán)境污染，從而對未來人類社會和環(huán)境產(chǎn)生重要而深遠(yuǎn)的影響。

　　該研究工作發(fā)表在Chemistry-A European Journal 雜志（DOI: 10.1002/chem.201304439）， 并吸引了Materials Today，ChemViews Magzine，Materiały Inżynierskie 等雜志的關(guān)注，分別對該工作進(jìn)行報(bào)道。相關(guān)研究工作得到國家自然科學(xué)基金、科技部和上海市科委的資助。