2016年4月13日 星期三

奈米紙

目前市場上被稱為奈米紙大概為以下三類
1.第一類應該最符合奈米"紙"的名稱了。這種紙張的纖維素是從造紙的木材提煉出來,在將先維素奈米化(纖維素是植物細胞壁主要成分)。當將先維素奈米化後,可使得紙張變得極為堅固。(過程為先將纖維打到普通紙的 1/1000 大,再經過 Carboxymethanol(羧甲醇)處理後,就可以得到抗張強度達 214 MPa 的紙張,強度約是普通紙(30MPa)的七倍。)
PS:如果製造過程中係採機械方式製造時卻會對先維素纖維造成一定程度的破壞,因此降低了強韌度。

2.第二類被稱為奈米紙的產品其實他並非是樹木之先維素所製造,而是由奈米金屬網所製造出來的。主要成份為二氧化鈦,此材料為無毒且可在常溫下完成加工,因為它是金屬材料所以可耐高溫。

3.第三類被稱為奈米紙的產品有個專有名稱(Bucky paper)是由佛州州立大學利用奈米碳管再延伸研發出來的。特性為質輕且高強韌性(強度約比鑄鐵高500倍,並且導電性與銅相近,散熱度與鋼材相近。(應用在產品範圍上最為廣泛。)



延伸閱讀
美國MIT的一個團隊發明了一種以奈米纖維製造的「紙」,不吸水,只吸收水中的油。此種奈米纖維是以錳酸鉀製造的,直徑只有20奈米。纖維聚合成束,長可達幾百微米。纖維束彼此交錯,就成為厚達50微米的薄膜,或者可以說是「紙」了。(按,1,000微米﹦1毫米;1,000毫米﹦1米。)

MIT團隊製造的這種「紙」,最重要的性質有兩個,一個是:其中有許多網眼,直徑平均只有10奈米,透過毛細作用就能吸收液體。另一個性質是表面潤濕性(wetting)。所謂表面潤濕性,簡單地說,就是表面親水或疏水的特性。所有介紹奈米材料的書,都會討論的蓮葉效應,指的是蓮葉表面水滴不沾的現象,那是一種特殊的潤濕性表現,叫做疏水性。

以錳酸鉀奈米纖維製造的「紙」,極為疏水又親油,因此可用來吸收水中的油。它即使浸在水裡一個月,撈出來仍然是乾的。但是,如果水裡有油,就很容易吸收油,而且吸收力強,吸收量可達本身重量的20倍。此外,這種奈米纖維紙耐高溫,比原油沸點還高。因此,吸飽了油的紙,只要加熱使油汽化,油與紙都能回收再利用。

MIT團隊強調,製造這種特殊的「紙」並不需要動用昂貴的技術。其實這種特殊的「紙」,製程與平常的紙非常類似。

圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/File:PaperAutofluorescence.jpg,Richard Wheeler 
(Zephyris)拍攝
http://www.nstm.gov.tw/ScienceEducationDetail.aspx?Cond=8dbf156a-b96e-4588-b126-b7059df8ffc2
http://www.engadget.com/2008/06/10/super-strong-nanopaper-is-seven-times-stronger-1-000-times-
smal/