来自新加坡国立大学工程学院的研究小组实现了世界首个将废纸转化为绿色纤维素气凝胶的案例，制备出无毒、轻巧、灵活、高强及防水的产物。这种新材料可应用到许多领域，例如清理石油泄漏、隔热和包装等。同时也由希望应用在包裹材料，以便进行药物输送，还有各种生物医学用智能材料。这项前沿研究由副教授duong领导的研究团队完成。
duong说道：“气凝胶是人类目前使用最轻的固体材料，同时也是最好的绝缘材料之一。传统的气凝胶是由硅制得，这种材料并不环保。相反的，纤维素是由75%-85%的再生纸组成。我们团队研发了一种简单、低成本、并且快速的将再生纸转化成气凝胶的方法。这种气凝胶除了具有低的热导系数，还具有几种独特性能，其一就是超强的吸油功能——它比市场上的吸附剂具有高出4倍的吸收能力。我们对这种新材料的潜在应用满怀激情与希望。
全球范围内，纸的产量预计在2020年达到50亿吨。每年产生的大量的纸质废弃物是很难处理的，因此回收或者转化废弃物制备生成人类有用的产品是解决这一难题可持续的方法。duong教授团队研发的将纸质废弃物转化成气凝胶的技术能够很好地解决这一问题，并且这种技术也是环保的。
duong说：“我们的制备工艺少用了70%的能源，减少了排放到空气和水中污染物，还减少了漂白剂的使用量，并且整个过程只需要三天的时间，更加快捷高效。”
该团队研发的这种新的纤维素气凝胶宣称具有超强的吸油能力。气凝胶在包裹上甲基三甲氧基硅烷（mtms）之后既防水又能够吸油（除去水）达到干重的90倍之多，比普通在市面的吸油剂高出四倍的吸油能力。而且，他们能够压缩出超过99%吸收的原油。
duong说：“石油泄漏严重危害海洋生态系统，吸附是被认为最有效的清理石油泄漏的方法。聚丙烯吸附剂pp广泛应用于石油吸附，但是它不可降解，吸附力弱且吸附速度慢。我们的新型纤维素气凝胶故是一种诱人的替代品，有着1435亿美元的市场规模。”
duong说：“纤维素气凝胶另一潜在的应用领域在于建筑行业的保温材料，作为此应用，它有几个附加优势：防水性能使得他们能够同时适用于干燥和阴雨的气候，在热带地区他们的结构也能够保持稳定达六个月之久；其自身的高强度也增加了建筑物的稳固性；除此之外，这些气凝胶质量轻体积小，能够大大减少墙面占据的空间从而增加建筑的空间。”
此外，纤维素气凝胶可应用于包装行业，可以取代塑料泡沫等包装材料。其具有表面积大、孔隙率高等特性，同时可以作为药物输送的包裹材料。在未包裹状态下，纤维素气凝胶是亲水的，可以吸收且锁住水和酒精等极性液体。这就意味着它还可以应用在婴儿尿布和卫生棉等产品上。
更重要的是，压缩的纤维素气凝胶可以应用在致命的枪伤或者刺伤的伤口上，将其放进伤口随即体积增大，产生阻止血液流出的压力，控制致命的大出血在20秒以内甚至更短。
该团队甚至发现了一种提高纤维素气凝胶承重能力的方式：对其添加显微金属纳米颗粒。通过该方法纤维素气凝胶排出大部分空气变成磁性薄膜，达到每平方厘米28吨的承重能力。
团队已经在美国、中国、印度和东南亚申请了发明专利，新加坡国立大学官方已经将技术产权授权给bronxculture，将纤维素气凝胶产业化，用于包装盒的保温材料，保暖冬衣以及吸油材料。
本文引自新加坡国立大学材料学报，经《新材料》编辑。本文观点并非elsevier观点。