「紙」有這樣嗎？：材料世界網

紙，從最便宜的紙到最有價值的鈔票，從最軟到堅固的房屋，從地面到太空，它與我們的生活習習相關，而它，也正在改變著我們的世界。

現在的紙演變相當多元，功能目標也不盡相同，也因為不同的目標，開發了不同用途的紙。且由於加工技術的進步，常將紙進一步地與塑膠膜、金屬箔膜或有機溶劑、化學藥品等結合，使紙張的用途由從前單純的書寫、印刷，到今日的各種用途。例如印製精美的彩色印刷銅版紙、磨光表面用的砂紙、飲料中的鋁箔包裝盒、日常生活中的紙毛巾、化妝紙、紙衣、紙尿布、裝重東西的瓦楞紙箱和相片用的感光紙、電腦中的報表紙、電氣中的絕緣紙帶、包裝機械的防潮紙、裝飾用的壁紙、縐紋紙，和其他如複寫紙、紙膠帶、燻香紙、油紙和特殊用途的感光、感磁、感熱、感壓紙等。

現在，世界上的紙張種類，品種包羅萬象已高達一萬多種，且持續因不同需求而增加中。簡略介紹兩種日常生活中，我們常見的紙，可以了解就算是我們認為不起眼的紙，它背後都還有一些重要的設計及考量的因素。

紙電池
美國科學家們開發出一種薄型的紙電池，其驅動原理是利用人的血液或汗液。這種黑色的紙可以剪裁或摺成任何形狀，而不影響其儲電的能力。科學家認為，這種紙電池在未來可以用來驅動可置入人體的微型醫療裝置，它有著其它電池不可比擬的優勢。

在以色列一家名為Power Paper 的公司就開發了一種如紙一樣薄的電池，厚度僅有0.5 毫米，且由於紙電池是片狀的，因此其容量也就不是依體積來計算，而是算它的面積。這種超薄電池的供電方式與原理和一般電池相同，也是利用電解質和電極來儲存和輸出電流。實際上，它是將電解質和電極加工做成一種墨汁狀，電池的生產方式也就可以直接印刷在紙張上，也可在普通環境中製造，而且無須特別製造設備，成本便宜，電壓也可達1.5 伏當然也可以採堆疊方式增加電壓來滿足需求。而紙電池更不用如一般電池須要用容器(Casing)來裝載電解質液體和電極。

在美國，壬色列理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute; RPI)的實驗室團隊，利用奈米碳管(Carbon Nanotubes)技術，也成功地開發出紙電池，且是可以重覆放電的充電電池。也由於紙電池的材料大多數對環境無害（因為紙做的充電電池90% 是纖維素），價格上也會很便宜，因此紙電池的前景將十分可觀。一旦紙電池技術進一步完善及普及後，將來的應用將有無限的想像空間。

圖一、紙電池，具有可撓度及彈性的優勢
圖片來源：Power Paper

紙張的新紀元，奈米紙 (Nanopaper)
我們都知道，奈米科技存在很多方面的應用，而現今也有科學家把這種技術，應用在薄薄的紙上。如本文開頭所述，理論上紙的定義應是指任何纖維，經排水作用⋯，所以應是保有纖維素(Cellulose)，才能算得上是真正的紙，否則只能說是一種外觀與紙張類似的物質，而被稱作紙拿來應用而已。以下介紹三種被稱為奈米紙的應用。

1.這種紙應該最符合紙張的定義，是由奈米化的細絲狀纖維素所組成，而製作這種紙的纖維素是從造紙的木材裡提煉出來的，纖維素為植物細胞壁的主要成份。當它在奈米等級時，可變成極為堅固。但我們都知道，造紙的過程中會有部份是以機械方式來加工，而這過程會對紙張中的纖維素纖維造成損壞，而降低了紙張的機械特性。

2.第二種號稱奈米紙，但它不是由纖維素所製造，而是由奈米金屬網所製成。其成份主要為二氧化鈦，它是一種無毒、便宜的材料，且在常溫下就可以完成加工。這種「紙」可以隨意彎曲、折疊，還能用剪刀裁剪，拿它當濾膜過濾毒素是再適合不過的了，因為當光子撞擊在奈米金屬網上時，會產生電荷，用來破壞附著在表面的毒素。也就是因為它是金屬材質，所以能耐約700 度的高溫。

3.第三種稱為奈米紙的，它有個名字，叫“Buckypaper” ，是由美國佛州州立大學利用奈米碳管(Carbon Nanotubes)延伸所研發出來的「紙」。這種紙為一種質輕及高強韌的材質，強度卻比鑄鐵大上500 倍，而且導電性如銅，散熱像鋼材或黃銅。適合使用的產品範圍其實相當廣泛，將來或許可以應用在飛機及日常生活上。

圖二、具纖維組織之奈米紙
圖片來源：nytimes

紙房屋
在德國，有業者發明一種被稱為「萬用世界屋」Universal World House 的紙房屋，大小約390 坪方英呎，折算後大約11坪。內裝家具一應俱全。這種紙屋，是採大量的回收硬紙板及其它紙張，先浸泡在合成樹脂(Resin)中，利用紙中的纖維素為基材，再用蜂巢式建構法建構牆壁，最後再一片一片地組合起來，就成為一間可以防水、防風、抗震的紙房屋。德國業者已經申請專利，這種房子也符合時下的環保概念。目前這種紙房屋相當受到第三世界國家的歡迎，除了便宜之外，還可以改變難民營的雜亂景觀，且住起來也比帳篷更舒適。

圖三、紙房屋全景
圖片來源：ARCHICENTRAL