日團隊研二氧化矽紙張防水、殺菌塗層 或成塑膠產品替代品減污染

人總是會犯上同樣的錯誤,一個不小心就倒瀉水弄濕重要文件。最新刊於《工業與工程化學研究》的日本研究指,找到了一種用可生物降解的材料對紙張進行防水處理的方法,而這種材料也能破壞細菌。

團隊將該種由二氧化矽樹脂 (silica-resin) 製成的塗層稱為 Choetsu ,更認為可緩解全球塑膠污染危機,因為塗層可「彌補紙的弱點」,將即棄飲管或叉等紙製品,變成可行的防水和耐用替代品。

有參與研究的東京大學固態化學系教授廣井善二指出,使用帶 Choetsu 的塗層紙代替塑膠產品有助於減少有害廢物;而團隊可以改變塗層的成分以適應大多數不同材料,更重要是 Choetsu 塗層將使這些材料長時間保持安全。

Choetsu 由二氧化鈦納米粒子製成,當將之噴灑在厚度為幾微米的二氧化矽基薄膜中時,可以塗在紙上,並在光照下降解環境污染物。

塗層示意圖(圖:東京大學)

除二氧化鈦外, Choetsu 液體塗層還由多種化學品組成,如甲基三甲氧基矽烷 (methyltrimethoxysilane) 、異丙醇 (isopropyl alcohol) 和四異丙醇 (tetraisopropyl alcohol) ,y這些成份在塗上紙張晾乾後就會變硬,形成一層二氧化矽保護膜。該塗層是多孔的,具有吸收能力,因此可以捕獲污染物並通過陽光催化分解之。

在水中的紙鶴,圖左為有 Choetsu 塗層,圖右則無。
圖:Iwamiya, Y. & et al. (2022)

研究的首席作者岩宮陽子指出,紙餐具可能是最直接的應用,團隊亦已經與業界合作測試一些原型。她又指出帶塗層的紙質包裝,在加強後可在雨中使用而不受損。

岩宮陽子補充, Choetsu 不應該只用於紙張,如果日後的研究證明 Choetsu 可擴展用於其他材料將對人類與環境有莫大益處,或可應用於陶瓷、玻璃甚至塑膠之上。

來源:

Vice, Scientists Make Paper Durable Like Plastic, Without the Pollution

報告:

Iwamiya, Y., Nishio-Hamane, D., Akutsu-Suyama, K. & et al. (2022). Photocatalytic Silica–Resin Coating for Environmental Protection of Paper as a Plastic Substitute. Industrial & Engineering Chemistry Research. doi: 10.1021/acs.iecr.2c00784

文/AC、審/WL

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