紙是中國古代四大發明之一，紙的發明結束了古代簡牘繁復的歷史，促進了人類文化和科學技術的傳播與發展。即使是在科技發展一日千里的當今電子信息時代，紙在人們的日常工作和生活中仍然發揮著非常重要的作用。但是傳統的植物纖維紙既不防水、也不耐火，這些缺點不僅限制了傳統紙的應用，而且為珍貴的紙質文物的長期保存埋下了巨大隱患。例如，2014年1月，法國國家圖書館遭遇水災，超過一萬冊書籍被水淹而受到損毀；而2004年同樣的悲劇在該圖書館也發生過。2015年1月30日，莫斯科社會科學信息研究所圖書館發生重大火災，大火持續了十幾個小時，數以百萬計的珍貴古籍等圖書資料在大火中被燒毀；更為雪上加霜的是在噴水滅火過程中又使更多的圖書資料受到破壞。可以設想如果能夠研發出既防水又耐火的“水火不侵”的紙就可以避免無數次類似悲劇的發生。

　　最近，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領的科研團隊在新型無機耐火紙研究中取得新進展，該團隊成功地研發出一種新型防水耐火紙。該防水耐火紙具有多種功能，例如高柔韌性、優良穩定的超疏水性、良好的自清潔功能和隔熱耐火性能。該防水耐火紙的一個突出優點是其防水性能具有高穩定性，耐火紙即使受到物理損傷或在高溫嚴酷環境中仍然能夠很好地保持防水性能。與傳統植物纖維紙相比，該防水耐火紙具有明顯的優勢，在多個領域具有良好的應用前景。相關研究工作發表在《美國化學學會應用材料與界面》期刊上 (F. F. Chen, Y. J. Zhu, et al., Highly Flexible Superhydrophobic and Fire-Resistant Layered Inorganic Paper, ACS Applied Materials & Interfaces, 8, 34715-34724 (2016))，并申請一項發明專利。這是該科研團隊在成功研發出新型高柔韌性羥基磷灰石超長納米線耐火紙 (B. Q. Lu, Y. J. Zhu et al., Highly Flexible and Noninflammable Inorganic Hydroxyapatite Paper, Chemistry-A European Journal, 20, 1242-1246 (2014)) 和新型高效抗菌羥基磷灰石超長納米線耐火紙 (Z. C. Xiong, Y. J. Zhu et al., One-Step Synthesis of Silver Nanoparticle-Decorated Hydroxyapatite Nanowires for the Construction of Highly Flexible Free-Standing Paper with High Antibacterial Activity, Chemistry-A European Journal, 22, 11224-11231 (2016)，入選前外封面論文和熱點論文) 之后取得的又一個新的重要研究進展。

　　“出淤泥而不染，濯清漣而不妖”，宋代詩人周敦頤在《愛蓮說》中用這樣的詩句表達了對蓮花品質的熱愛。而在科技高度發展的今天，蓮花“出淤泥而不染”及荷葉的自清潔功能（荷葉效應）引起了科學家們對超疏水材料的廣泛興趣。超疏水材料具有抗污、防霧、自清潔等優點，在多個領域具有良好的應用前景。雖然學術界對于超疏水材料的制備方法已經進行了深入的研究，但是仍難于實現穩定、可抗機械損傷和外界嚴酷環境的超疏水性能。超疏水表面遭受諸如刮擦、磨損等物理破壞或處于高溫等嚴酷環境中往往不能很好地保持超疏水狀態。目前，制備高穩定性的超疏水表面仍然是一個很大的挑戰。針對這一難題，朱英杰團隊提出了層狀結構超疏水耐火紙的概念，采用經表面修飾的羥基磷灰石超長納米線作為原料制備出具有層狀結構的新型防水耐火紙，該防水耐火紙不僅表面層呈現超疏水狀態，而且其內部也呈現超疏水狀態，當表面層受到物理破壞后，內部暴露出來的新層仍然保持超疏水狀態，從而可實現耐火紙超疏水性能的高穩定性，在耐火紙受到機械損傷(例如手指摩擦、膠帶粘貼剝離、砂紙磨損、刀劃割等)或在高溫嚴酷環境中仍能完好保持防水性能，并可同時實現防水和隔熱耐火等多功能性。所制備的防水耐火紙不僅對水具有優良的超疏水性能，對多種商業飲料如礦泉水、橙汁、紅茶、牛奶和咖啡等也具有良好的超疏水性能。另外，所制備的防水耐火紙具有良好的自清潔功能，落在耐火紙上的水會形成球形水珠在紙的表面自由地滾動并帶走灰塵等污物而實現自清潔。如果防水耐火紙用于露天廣告牌等，利用雨水可自動保持清潔而免去人工清洗的麻煩，并降低成本。另外，防水耐火紙在呈現超疏水性能的同時，也呈現超親油狀態，可應用于油和水的快速高效分離。防水耐火紙還具有優良的隔熱耐火性能，可應用于保護易燃物品免于火災焚毀。

　　以上研究工作是朱英杰團隊新型無機耐火紙的系列研究工作之一。目前，該研究團隊正在重點開展新型無機耐火紙的應用探索，主要研究工作包括特種無機耐火紙、功能化耐火紙、耐高溫標簽紙、光（電）纜阻燃包帶、高效吸附過濾紙、隔熱阻燃紙、生物醫用紙等。

　　相關研究工作得到國家自然科學基金、上海市科委、中科院上海硅酸鹽所創新重點項目等資助。

　　圖：新型防水耐火紙對水和多種商業飲料都呈現出優良的穩定的超疏水性能和自清潔功能，其防水性能具有高穩定性，耐火紙即使受到物理損傷或在高溫嚴酷環境中仍然能夠很好地保持防水性能；防水耐火紙還表現出良好的隔熱耐火性能