宣纸还能耐火？这下艺术品安全了
本报记者 唐 芳
我国宣纸有一千多年历史，其质地绵韧、墨韵清晰，给书法和绘画增添了许多艺术妙味，更享有“纸中之王、纸寿千年”的美誉。然而宣纸易燃，历史上，不计其数的珍贵书法和绘画作品在火中化为灰烬。
最近，中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰团队成功研制出新型“耐火宣纸”，其主要性能与传统宣纸相似，但它攻克了传统纸张千百年来的“天敌”——火，即使长时间在火中也不会燃烧并保持结构完整；加速模拟老化实验结果显示，其使用寿命可达3000年以上，白度保持率为94.2%，并表现出优异的力学特性。
该新型“耐火宣纸”采用普通的化工原料人工合成，整个制备过程只需3至4天，具有易书写和优异的润墨性、抗霉性。斗转星移，现代科技终于能为艺术的传承保驾护航了。
特殊材料打造的纸不怕火烧
朱英杰向科技日报记者介绍，新型耐火宣纸的结构设计模仿现代建筑中的“钢筋混凝土结构”，原料100%为无机材料，不需要消耗树木等宝贵的自然资源，“主体原料‘水泥’采用网状结构的羟基磷灰石超长纳米线，骨架材料‘钢筋’则采用较粗的微米级无机纤维，再加入研究团队研制的新型无机胶粘剂。”朱英杰说，其所选用的微米级无机纤维具有优良的力学性能，而新型无机胶粘剂由可溶性无机组分和高比表面积的无机纳米颗粒构成，这些无机组分的协同相互作用，可显著提高“耐火宣纸”的力学强度等性能。
羟基磷灰石并不神秘，它是人体骨骼和牙齿的主要无机成分。人体骨骼和牙釉质中分别含有大约70%和90%以上的羟基磷灰石。作为一种典型的生物材料，羟基磷灰石材料具有优良的生物相容性，环境友好，本身呈现优质的白色，更重要的是它耐高温，不燃烧。
早在2014年朱英杰团队就已经研制出“耐火纸”，它是由羟基磷灰石超长纳米线制成的新型无机材料纸张。羟基磷灰石能解决传统纸张因含有木质素而容易发黄的问题，但仍存在脆性高、韧性低的难题。通过反复实验，研究团队制备出具有高柔韧性的羟基磷灰石超长纳米线，并作为“耐火纸”的构建材料。这些都为近期发明的新型“耐火宣纸”打下了基础。
制成速度超传统宣纸百倍
宣纸始于唐代，以安徽泾县的青檀皮为原料，因不可替代性而原料紧缺，采用传统手工工艺抄造而成，需要100多个工序，生产周期长达1至2年，生产效率低、产量小、成本高。
朱英杰说，新型“耐火宣纸”的主要原料采用普通的化工原料人工合成，可节约树木等宝贵的自然资源；其制备过程与传统造纸类似，却能在三、四天内制成。
“首先采用钙盐、磷酸盐、油酸盐等普通的化工原料，在水溶液中通过水热法制备网状结构羟基磷灰石超长纳米线，然后将其分散于水中制成均匀的浆料，再加入无机纤维骨架材料和无机胶粘剂，作为‘耐火宣纸’的‘纸浆’，接着将‘纸浆’在纸页抄片器中滤水成型、压榨、干燥后制成。”朱英杰概述了新型“耐火宣纸”的工艺流程。
通过这种方法制备的新型“耐火宣纸”，在防霉性、白度以及耐高温耐火方面，表现出明显优于传统宣纸的性能，使用寿命可达3000年以上。“多种霉菌在‘耐火宣纸’上均不能生长。” 朱英杰表示，加速模拟老化2000年后，新型“耐火宣纸”的白度仍然为91.6%，而传统宣纸白度只有47%左右。特别是加速模拟老化3000年后，新型“耐火宣纸”表现出优异的力学性能，拉伸强度保持率为81.3%，而传统生宣纸拉伸强度保持率仅为38%，传统熟宣纸为52.7%。
目前新型“耐火宣纸”有望作为耐高温、耐火书法绘画纸，应用于保护珍贵的艺术作品和重要文件免于火灾的损毁。
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