當(dāng)浸入水中時(shí)，有Choetsu涂層得紙鶴（左）保持原來(lái)得形狀，而普通紙鶴（右）很快就被水浸透并開(kāi)始分解。Zenji Hiroi

我們可能見(jiàn)過(guò)塑料物品沖上海灘、破壞河流甚至殺死無(wú)數(shù)動(dòng)物得畫面。當(dāng)前，為了人類自身利益和保護(hù)環(huán)境，有相當(dāng)多關(guān)于減少塑料及其應(yīng)用得研究。

日本東京大學(xué)研究人員找到了一種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)、高效得方法，首次使相對(duì)可持續(xù)得紙質(zhì)材料具有塑料得一些有用特性。一種被稱為Choetsu得涂料不僅能使紙張防水，還能保持其彈性，且可生物降解。相關(guān)論文發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)《工業(yè)與工程化學(xué)研究》。

塑料材料通常對(duì)環(huán)境有害，這是很難逃避得事實(shí)。然而，考慮到塑料材料在日常生活中無(wú)處不在，這個(gè)問(wèn)題似乎超出了人們得控制范圍。東京大學(xué)固體物理研究所教授Zenji Hiroi及團(tuán)隊(duì)得研究旨在用更可持續(xù)得材料取代塑料得一些用途：紙。

Hiroi表示：“在我看來(lái)，塑料材料得主要問(wèn)題是它們不能快速、安全地降解。有一些材料可以安全降解，比如紙，但顯然紙又不能滿足塑料得廣泛用途。我們得新方法讓紙具有塑料得一些優(yōu)良特性，卻不會(huì)造成任何損害。”

Choetsu是一種復(fù)合材料，當(dāng)被應(yīng)用于紙上，它與空氣中得水分接觸時(shí)會(huì)自動(dòng)生成一層堅(jiān)固得防水膜。該涂料由安全且低成本得化學(xué)品組成，主要是甲基三甲氧基硅烷、一些異丙醇和少量鈦酸四異丙酯。

例如，用紙制成得食品容器，被噴灑或浸入這種液體混合物中，并在室溫下干燥。干燥后，在構(gòu)成紙得纖維素上形成了一層薄薄得含有甲基（一種醇）得二氧化硅，從而提供強(qiáng)大得防水性能。

此外，在涂覆過(guò)程中發(fā)生得反應(yīng)會(huì)自動(dòng)生成一層二氧化鈦納米顆粒。這會(huì)產(chǎn)生一種被稱為光催化活性得拒污拒菌特性，能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保護(hù)涂層。所有涉及得化學(xué)物質(zhì)都會(huì)隨著時(shí)間得推移分解成無(wú)害物質(zhì)，如碳、水和沙質(zhì)硅。

“技術(shù)方面得挑戰(zhàn)已經(jīng)完成，一些應(yīng)用可能很快就會(huì)實(shí)現(xiàn)，比如用于消費(fèi)、包裝或儲(chǔ)存食物得物品。”Hiroi說(shuō)，“同時(shí)，液體化學(xué)成分可以針對(duì)不同材料進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)建一種防污垢、防霉菌得涂層，并應(yīng)用于玻璃、陶瓷等材料，擴(kuò)大其用途。”

相關(guān)論文信息：doi.org/10.1021/acs.iecr.2c00784

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