當浸入水中時，有Choetsu涂層得紙鶴（左）保持原來得形狀，而普通紙鶴（右）很快就被水浸透并開始分解。Zenji Hiroi
我們可能見過塑料物品沖上海灘、破壞河流甚至殺死無數動物得畫面。當前，為了人類自身利益和保護環境，有相當多關于減少塑料及其應用得研究。
日本東京大學研究人員找到了一種簡易、經濟、高效得方法，首次使相對可持續得紙質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。相關論文發表于美國化學會《工業與工程化學研究》。
塑料材料通常對環境有害，這是很難逃避得事實。然而，考慮到塑料材料在日常生活中無處不在，這個問題似乎超出了人們得控制范圍。東京大學固體物理研究所教授Zenji Hiroi及團隊得研究旨在用更可持續得材料取代塑料得一些用途：紙。
Hiroi表示：“在我看來，塑料材料得主要問題是它們不能快速、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良特性，卻不會造成任何損害。”
Choetsu是一種復合材料，當被應用于紙上，它與空氣中得水分接觸時會自動生成一層堅固得防水膜。該涂料由安全且低成本得化學品組成，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，從而提供強大得防水性能。
此外，在涂覆過程中發生得反應會自動生成一層二氧化鈦納米顆粒。這會產生一種被稱為光催化活性得拒污拒菌特性，能在較長時間內保護涂層。所有涉及得化學物質都會隨著時間得推移分解成無害物質，如碳、水和沙質硅。
“技術方面得挑戰已經完成，一些應用可能很快就會實現，比如用于消費、包裝或儲存食物得物品。”Hiroi說，“同時，液體化學成分可以針對不同材料進行調整，創建一種防污垢、防霉菌得涂層，并應用于玻璃、陶瓷等材料，擴大其用途。”
相關論文信息：doi.org/10.1021/acs.iecr.2c00784
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