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來源：【科學(xué)網(wǎng)】

當(dāng)浸入水中時，有Choetsu涂層的紙鶴（左）保持原來的形狀，而普通紙鶴（右）很快就被水浸透并開始分解。圖片來源：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(shù)動物的畫面。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)用的研究。

日本東京大學(xué)研究人員找到了一種簡易、經(jīng)濟、高效的方法，首次使相對可持續(xù)的紙質(zhì)材料具有塑料的一些有用特性。一種被稱為Choetsu的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)論文近日發(fā)表于美國化學(xué)會《工業(yè)與工程化學(xué)研究》。

塑料材料通常對環(huán)境有害，這是很難逃避的事實。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的控制范圍。東京大學(xué)固體物理研究所教授Zenji Hiroi及團(tuán)隊的研究旨在用更可持續(xù)的材料取代塑料的一些用途：紙。

Hiroi表示：“在我看來，塑料材料的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的廣泛用途。我們的新方法讓紙具有塑料的一些優(yōu)良特性，卻不會造成任何損害。”

Choetsu是一種復(fù)合材料，當(dāng)被應(yīng)用于紙上，它與空氣中的水分接觸時會自動生成一層堅固的防水膜。該涂料由安全且低成本的化學(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，用紙制成的食品容器，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)成紙的纖維素上形成了一層薄薄的含有甲基（一種醇）的二氧化硅，從而提供強大的防水性能。

此外，在涂覆過程中發(fā)生的反應(yīng)會自動生成一層二氧化鈦納米顆粒。這會產(chǎn)生一種被稱為光催化活性的拒污拒菌特性，能在較長時間內(nèi)保護(hù)涂層。所有涉及的化學(xué)物質(zhì)都會隨著時間的推移分解成無害物質(zhì)，如碳、水和沙質(zhì)硅。

“技術(shù)方面的挑戰(zhàn)已經(jīng)完成，一些應(yīng)用可能很快就會實現(xiàn)，比如用于消費、包裝或儲存食物的物品。”Hiroi說，“同時，液體化學(xué)成分可以針對不同材料進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)建一種防污垢、防霉菌的涂層，并應(yīng)用于玻璃、陶瓷等材料，擴大其用途。”

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

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