無縫隙層疊纖維素納米纖維

能木副教授產(chǎn)生使用纖維素納米纖維制作透明紙的想法是在2007年前后。

紙?jiān)�本是指“從木材等植物中提取纖維素纖維，經(jīng)過敲打梳理，使其分散在水中，然后利用金屬絲網(wǎng)等進(jìn)行過濾，使其鋪展開來，以便平整地層疊在一起，最終瀝干水分后制成的片狀物”。

纖維表面存在帶負(fù)電荷的羥基，紙基本上就是通過這種羥基相互結(jié)合形成氫鍵而制成的。纖維之間并不是相互纏繞，而是通過氫鍵附著在一起。敲打梳理纖維是為了加大比表面積，增加相結(jié)合的羥基數(shù)量。

通常情況下，紙材料所用的纖維直徑約為15微米。層疊這種纖維后，纖維之間會形成無數(shù)的細(xì)小縫隙，從而形成多孔結(jié)構(gòu)。這樣會導(dǎo)致光散射，因此紙張是不透明的。換個通俗的說法，這與沒有空氣進(jìn)入的冰是透明的，而含有大量空氣的刨冰是白色的是一個道理。

能木副教授就著眼于這一點(diǎn)。他的思路是，如果密密麻麻無縫隙地層疊比光波長還微細(xì)的纖維素納米纖維，就不會發(fā)生光散射，因此應(yīng)該可以制作出透明紙。結(jié)果和預(yù)期一樣。2008年，能木副教授成功制作出了透明紙。

順便一提，從2003年到2009年，能木副教授在日本京都大學(xué)生存圈研究所矢野浩之教授的研究室作研究員，在這期間，他與同事阿部賢太郎助教成功地以機(jī)械方式提取出了纖維素納米纖維。

能木副教授的專業(yè)是研究樹木的林產(chǎn)學(xué)，在學(xué)生時代就曾到印度尼西亞等地的熱帶雨林進(jìn)行過實(shí)地考察。他正式開始研究纖維素納米纖維是在2003年進(jìn)入京都大學(xué)以后。