用粉煤灰造纸——造纸术获新突破
自公元前2世纪东汉宦官蔡伦革新造纸工艺以来,木浆就一直是造纸的关键配料。不过,最近中国科学家发明了一种新的工艺,让造纸依靠木浆的传统成为历史。
10年前,陕西科技大学的张美云教授就和她的同事们首次提出用粉煤灰——煤炭燃烧的副产品——作为造纸材料。在张美云看来,粉煤灰是一种非常有前途的木浆替代品,因为它的化学和物理属性与用于造纸的工业添加剂滑石粉、高岭土等类似。
当然,促使她有这样想法的还有一个非常现实的问题就是生态环境。按照世界自然基金会的说法,全世界出于工业用途砍伐的木材中,有40%以上都是供造纸厂使用,而这对世界上一些最具生态重要性的地方和物种造成了毁灭性的影响。至于粉煤灰,单就中国而言,每年收集的总量就达7亿吨。虽然70%都被建筑业用掉了,但剩余部分此前都没有用武之地。所以,用粉煤灰造纸,可以同时解决过度砍伐以及粉煤灰堆积的问题。
虽然这一设想最初非常具有诱惑力,但是真正实施起来还是面临了不小的困难。一开始,科学家们在实验室研制出了第一张纸,但看上去是灰色的。很显然,这与造纸业期望的白纸不相符。不过,在2014年,研究小组找到了一个方案,可以解决造纸过程中的各个问题--从不同材料的原子结构到纸浆中添加的水量等。目前,采用新方法造出的纸的纯白度能够达到90%以上。
过程虽然艰辛,但幸运的是,这一项目从一开始就得到了政府的支持。在各级政府的资金支持和牵线下,科学家得以在陕西、浙江、山东、河南等地的造纸厂测试和改进这项技术。眼下还有一些限制因素阻碍该方法的大面积普及,比如造纸厂与煤电站距离远让成本升高、煤炭质量参差不齐影响漂白和混合方案等。不过,正如参与该项目的另一位科学家宋顺喜博士所言:“我们将继续改进这项技术,直到有一天它可以用在每个造纸厂。”