创新背景

塑料材料基本上都对环境有害，但在日常生活中，塑料材料的使用率居高不下。如果能够开发出物美价廉且更持续的东西取代塑料，将帮助减少环境污染，并保证经济效益。

创新过程

东京大学固体物理研究所的Zenji Hiroi教授和团队探索了材料科学可以提供帮助减少使用塑料的方式，发现或许可以用更可持续的东西取代塑料的一些用途，比如纸。

团队使用一种名为Choetsu的涂层为简单的纸张增加防水性和强度，可以保持其柔韧性并安全地降解。

Choetsu是一种二氧化硅树脂涂层，当被应用于纸张时，与空气中的水分接触会自发地产生坚固的防水膜。该涂层由安全和低成本的化学品组成，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。

将纸结构的食品容器、喷洒浸入这种液体混合物中，并在室温下干燥。干燥后构成纸张的纤维素上会形成一层含有甲基的薄二氧化硅，为纸张提供坚固和防水的性能。

用不同种类的X射线观察的一段Choetsu涂层纸，直径为几分之一毫米，可查看化合物的分布。

此外，在涂层过程中发生的反应会自动产生一层二氧化钛纳米颗粒。这些颗粒会产生一种为名光催化活性的防污和防细菌特性，可长时间保护涂层物品，如亚甲蓝降解和抗菌活性。涂层中涉及的所有化学物质都会随着时间的推移分解成无害的东西，如碳、水和沙状硅。

研究人员表示，技术挑战已经完成，一些应用可能很快就会实现，例如用于消费，包装或储存食品的物品。研究下一步将在其他类型的材料上也使用这种方法。

液体成分可以针对其他材料进行调整，未来可以创建一种防污和防霉的涂层，在玻璃、陶瓷甚至其他塑料上形成，以扩展其实用性。

创新开发二氧化硅树脂涂层“Choetsu”弥补纸张缺乏耐水性和强度的弱点，试图令带有新涂层的纸张能在一定程度上取代塑料。