纤维素纳米纤维：一种新的重要材料

陈京环

将木材制成纸的制浆造纸工艺是一项古老的技术。比眼镜、指南针、瓷器、火药、甚至代数还要古老。但值得注意的是，经过近两千年的发展，我们的行业仍在围绕木纤维进行创新，采用尖端工艺将其转化为全新的应用。我们正在制造比纸张更轻、更强的产品，以及能够在我们生活的许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。

这项创新的一大驱动力是一种叫做纤维素纳米纤维或纳米纤维素的东西。它们来自用于造纸和纸基包装同样的木浆，通过加热、加压和研磨从木浆中提取。得到的纤维很小，人类的头发丝平均直径约为75μm，即7500万分之一米。而纳米纤维素纤维的平均宽度为15～30nm（纳米），即20亿分之一米。另外，它的强度是钢材的8倍。

尽管美国科学家在20世纪70年代末和80年代初率先开发了纳米纤维素，但直到最近，才开始释放出它改善产品和生活的潜力。

在工业领域，纳米纤维素可添加到纸张中以增加其强度和平滑度。在改善纸基包装对空气、水和油脂的阻隔方面也显示出巨大的潜力，可以防止食品盒中的玉米片变质，阻止比萨盒吸收油脂，避免咖啡杯被浸透等。此外，它还可以制成一种外观类似于化石基塑料的透明薄膜，这将对未来包装材料的可回收性产生重大影响。

纳米纤维素也可以制成泡沫和凝胶，因为它完全无毒，这意味着它甚至可以用作食品中的稳定剂、香料载体和增稠剂。一些制造商甚至看到了使用纳米纤维制造可用来制造超节能汽车的下一代更轻、更坚固的汽车零部件的潜力。甚至有研究表明，纳米纤维素可以取代制造手机和平板电脑时使用的不可生物降解的有毒物质。由于纳米纤维素可以被一种特殊的真菌生物降解，所生成的有机物可以作为树木生长的原材料回到森林中。因此，将来也许会出现可生物降解的手机。

幾千年前，纸彻底改变了世界的交流方式，而几千年后的今天，纸将继续改变世界的交流方式，这就是纸浆的魔力！