我们可能见过塑料物品冲上海滩、破坏河流甚至“杀死”无数动物的画面。当前，为了人类自身利益和环境保护，有关减少塑料及其应用的研究不断涌现。日本东京大学研究人员找到了一种简易、经济、高效的方法，首次使相对可持续的纸质材料具有塑料的一些有用特性。一种被称为Choetsu的涂料不仅能使纸张防水，还能保持其弹性，且可生物降解。相关论文近日发表于美国化学会《工业与工程化学研究》。
当浸入水中时，有Choetsu涂层的纸鹤（左）保持原来的形状，而普通纸鹤（右）很快就被水浸透并开始分解。图片来源：Zenji Hiroi塑料材料通常对环境有害，这是很难逃避的事实。然而，考虑到塑料材料在日常生活中无处不在，这个问题似乎超出了人们的控制范围。东京大学固体物理研究所教授Zenji Hiroi及团队的研究旨在用更可持续的材料比如纸，取代塑料的一些用途。
Hiroi表示：“在我看来，塑料材料的主要问题是不能快速、安全地降解。有一些材料可以安全降解，比如纸，但显然纸不能覆盖塑料的广泛用途。我们的新方法让纸具有塑料的一些优良特性，却不会对环境造成任何损害。”Choetsu是一种复合材料，当被应用于纸上时，它与空气中的水分接触会自动生成一层坚固的防水膜。该涂料由安全廉价的化学品组成，主要是甲基三甲氧基硅烷、一些异丙醇和少量钛酸四异丙酯。
纸制的食品容器被喷洒或浸入这种液体混合物。在室温下干燥后，构成纸的纤维素上便形成了一层薄薄的含有甲基（一种醇）的二氧化硅，从而提供强大的防水性能。此外，在涂覆过程中发生的反应会自动生成一层二氧化钛纳米颗粒。这会产生一种被称为光催化活性的拒污拒菌特性，能在较长时间内保护涂层。所有涉及的化学物质都会随着时间的推移分解成无害物质，如碳、水和沙质硅。
“技术方面的挑战已经完成，一些应用可能很快就会实现，比如用于包装或储存食物的物品。”Hiroi说，“同时，液体化学成分可以针对不同材料进行调整，从而创建一种防污垢、防霉菌的涂层，并拓展应用于玻璃、陶瓷等。”