紙是中國古代四大發(fā)明之一，紙的發(fā)明結束了古代簡(jiǎn)牘繁復的歷史，促進(jìn)了人類(lèi)文化和科學(xué)技術(shù)的傳播與發(fā)展。即使是在科技發(fā)展一日千里的當今電子信息時(shí)代，紙在人們的日常工作和生活中仍然發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用。但是傳統的植物纖維紙既不防水、也不耐火，這些缺點(diǎn)不僅限制了傳統紙的應用，而且為珍貴的紙質(zhì)文物的長(cháng)期保存埋下了巨大隱患。
例如，2014年1月，法國國家圖書(shū)館遭遇水災，超過(guò)一萬(wàn)冊書(shū)籍被水淹而受到損毀；而2004年同樣的悲劇在該圖書(shū)館也發(fā)生過(guò)。2015年1月30日，莫斯科社會(huì )科學(xué)信息研究所圖書(shū)館發(fā)生重大火災，大火持續了十幾個(gè)小時(shí)，數以百萬(wàn)計的珍貴古籍等圖書(shū)資料在大火中被燒毀；更為雪上加霜的是在噴水滅火過(guò)程中又使更多的圖書(shū)資料受到破壞?？梢栽O想如果能夠研發(fā)出既防水又耐火的“水火不侵”的紙就可以避免無(wú)數次類(lèi)似悲劇的發(fā)生。
日前，中科院朱英杰等成功地研發(fā)出一種新型防水耐火紙，該防水耐火紙具有多種功能，例如高柔韌性、優(yōu)良穩定的超疏水性、良好的自清潔功能和隔熱耐火性能。該防水耐火紙的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是其防水性能具有高穩定性，耐火紙即使受到物理?yè)p傷或在高溫嚴酷環(huán)境中仍然能夠很好地保持防水性能。與傳統植物纖維紙相比，該防水耐火紙具有明顯的優(yōu)勢，在多個(gè)領(lǐng)域具有良好的應用前景。
超疏水材料具有抗污、防霧、自清潔等優(yōu)點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域具有良好的應用前景。雖然學(xué)術(shù)界對于超疏水材料的制備方法已經(jīng)進(jìn)行了深入的研究，但是仍難于實(shí)現穩定、可抗機械損傷和外界嚴酷環(huán)境的超疏水性能。超疏水表面遭受諸如刮擦、磨損等物理破壞或處于高溫等嚴酷環(huán)境中往往不能很好地保持超疏水狀態(tài)。目前，制備高穩定性的超疏水表面仍然是一個(gè)很大的挑戰。
朱英杰等人采用經(jīng)表面修飾的羥基磷灰石超長(cháng)納米線(xiàn)作為原料制備出具有層狀結構的新型防水耐火紙，該防水耐火紙不僅表面層呈現超疏水狀態(tài)，而且其內部也呈現超疏水狀態(tài)，當表面層受到物理破壞后，內部暴露出來(lái)的新層仍然保持超疏水狀態(tài)，從而可實(shí)現耐火紙超疏水性能的高穩定性，在耐火紙受到機械損傷（例如手指摩擦、膠帶粘貼剝離、砂紙磨損、刀劃割等）或在高溫嚴酷環(huán)境中仍能完好保持防水性能，并可同時(shí)實(shí)現防水和隔熱耐火等多功能性。
所制備的防水耐火紙不僅對水具有優(yōu)良的超疏水性能，對多種商業(yè)飲料如礦泉水、橙汁、紅茶、牛奶和咖啡等也具有良好的超疏水性能。另外，所制備的防水耐火紙具有良好的自清潔功能，落在耐火紙上的水會(huì )形成球形水珠在紙的表面自由地滾動(dòng)并帶走灰塵等污物而實(shí)現自清潔。如果防水耐火紙用于露天廣告牌等，利用雨水可自動(dòng)保持清潔而免去人工清洗的麻煩，并降低成本。另外，防水耐火紙在呈現超疏水性能的同時(shí)，也呈現超親油狀態(tài)，可應用于油和水的快速高效分離。防水耐火紙還具有優(yōu)良的隔熱耐火性能，可應用于保護易燃物品免于火災焚毀。
資料來(lái)源于上海硅酸鹽所研。
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