【连载】纳米技术在造纸工业中的应用（三）纳米纤维素在造纸工业中的应用

由中华纸业杂志社组织主办的第七届中华纸业浆纸技术论坛，于2016年10月8日-10日在江苏无锡召开，会议主题为“降本•提质•增效——产品创新与供给优化”。会上，国家纳米科学中心高级工程师查瑞涛博士作了题为《纳米技术在造纸工业中的应用》的报告...

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由中华纸业杂志社组织主办的第七届中华纸业浆纸技术论坛，于2016年10月8日-10日在江苏无锡召开，会议主题为“降本•提质•增效——产品创新与供给优化”。会上，国家纳米科学中心高级工程师查瑞涛博士作了题为《纳米技术在造纸工业中的应用》的报告。该报告要点，将分八次在本微信平台连续发表。

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【连载】纳米技术在造纸工业中的应用—— （一）纳米技术简介


【连载】纳米技术在造纸工业中的应用（二）纳米纤维素的制备
在造纸工业中，添加纳米纤维素主要起到以下两个方面作用：

（1）用来代替普通浆料，节省原料，提高纸张性能用NCC制备的纸张具有孔隙率低、印刷性好且高不透明度等优点，可以用更低的成本生产出性能更好的纸张。这是由于NCC具有大的纵横比和表面丰富的羟基，将其加到纸浆中，NCC可以与造纸纤维紧密的结合，从而使造纸纤维间的结合力增强。我们课题组以瓜尔胶和NCC为原料，采用流延法制备出有序的NCC/瓜尔胶薄膜，研究表明薄膜的光学性能和柔韧性能好，加入NCC后提高了薄膜的机械性能，降低薄膜的氧气透过率，如图A所示；于海鹏将NFC滤后加压干燥，制得不同厚度的纤维素纳米纸，随着厚度的增加，纳米纸由透明逐渐变为半透明，同时该纳米纸可以随意折叠，如图B所示。

（2）可以赋予纸张特殊性能

日本制纸Crecia利用银离子和金离子能够吸附在微细的纤维素纳米纤丝(cellulose nanofibril, CNF)上的原理，在纸尿裤中局部使用了吸附银离子和金离子的CNF层，生产了成人纸尿裤“护肤ACTY”系列；CNF还可以用来制备木质纤维素纳米纤维软质电池和纳米垫电池隔膜，如图所示。

吴谦等人用纳米纤维素和导电聚合物（主要为聚苯胺和聚吡咯）制备了直径为15厘米、厚度为几微米的储电纸。实验结果表明，该储电纸可储存多达1法拉的电容量，以达到现今市场上超级电容器的水平。这类储电纸除了电容量高的特点外，还具有充电次数高、充电速度快（每次只需几秒）的特点；黄佳等以全透明、可弯曲、可降解的“纳米纸”为基底，研制出半导体器件，实际的性能测试表明，将整个器件以3.5毫米的半径弯曲起来时，透明晶体管仍能保持优良的工作性能，另外还具有生物降解优势，减少了电子垃圾污染；日本王子控股与三菱化学公司利用极度细的植物纤维，研发出透明的纸，可用于代替iPad等平板电脑的显示屏玻璃。

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