造紙術是中國古代四大發明之一。紙的制造過程包含很多化學原理、生產技術和工藝等，彰顯古代勞動人民的聰明才智。紙的發明和廣泛使用，在交流思想、傳播文化、發展科學技術以及推動社會進步等方面所起的作用是不可估量的。

　　摘要：基于STSE（社會、科學、技術和環境）視野，對“紙化學”進行點滴透視，拓展知識視野，感受以紙為載體的新認識和新發明等，正視與紙相關的現實問題。

　　關鍵詞：化學論文發表,紙,化學,透視

　　在我們生活中，與紙有關的化學問題也有很多，但由于公眾缺乏必要的知識，于是，就對“紙化學”的認識十分膚淺，甚至存在偏差和謬誤。下面從STSE角度予以點滴透視，以期收到“窺一斑而知全豹”之效。

　　一、透視文化寶庫中的造紙技術元素

　　我國古代的詩詞歌賦凝練精悍，飽含智慧，其中不乏與紙的制造歷史相關的成語典故。仔細咀嚼品味，不僅可以增長文化知識，也能豐富歷史知識，并會強烈感受到人類文明進步的脈搏律動。下面就擇取案例剖析。

　　“學富五車”：語本《莊子·天下》：“惠施多方，其書五車。”五車指五車書，形容讀書多，學問淵博。在紙尚未發明之前，古人多在獸骨、龜甲、青銅器上記錄事物。從春秋戰國到西漢，人們開始用竹簡、木簡作書寫材料即把字寫在竹片或木片上，然后用皮革之類串編起來，這樣書寫既不方便，又不便于攜帶，動輒船裝車拉。試推想一下，五車竹簡記錄的文字量又有多少呢？恐怕還比不上現在的一小本書吧。后來，絲織品的出現，雖然也兼作書寫材料，但價格昂貴，不易普及。經過長期摸索和實踐，人們終于發明了用麻繩頭、破布、舊漁網等廢舊材料制成的植物纖維紙。

　　“學富五車”這一成語精辟深刻，它鞭策著我們這些后來人對知識應追求不輟，同時我們也由衷贊賞祖先的偉大創造，感嘆造紙技術的突破所爆發出的巨大能量，心底油然而生一種民族自豪感和傳承創新的責任感、緊迫感。

　　“信口雌黃”：雌黃即雞冠石，其成分是三硫化二砷，是一種黃色顏料。古人用黃紙寫字，如果寫錯了就用雌黃來涂抹，然后改寫，于是人們把胡亂篡改稱為雌黃，后來逐漸引申為不顧事實，隨口亂發議論。也許有人會問：古人何須用黃紙？北宋宋祁《宋景文公筆記》“釋俗”條更說：“古人寫書，盡用黃紙，故謂之‘黃卷’。”這種“黃紙”是用黃檗汁染過的，顏色發黃，其中的化學藥物成分可以防蟲蛀。這種染紙法在造紙技術上稱為“入黃”或“染黃”。紙卷大多經過“入黃”，有的是先寫后染，也有的先染后寫。縱觀歷史，我國很早就有使用藥物以保護書籍紙張的記載，例如后魏賈思勰的《齊民要術》中，就有“染潢及治書法”一節，專門詳盡敘述了用黃檗汁染書的方法。從現存古本抄卷看，不少盡管已經破損斷爛，但鮮有被蟲蛀蝕的現象，可見這種防蛀法在延長書卷保存年限上是顯著的和行之有效的。

　　“信口雌黃”這一成語警示我們言行應以實為據，不能節外生枝，憑空捏造。在品味成語的引申意義之余，我們也懂得了古人是如何發揮聰明才智對紙質書籍進行保護的，從而真實地、完好地把文明與歷史延續，澤被后世。其實，在科技高度發達的今天，祖先們的有些做法依然會給我們保護紙質文物帶來諸多靈感和啟發。

　　由此可見，成語雖短小，其內涵卻是如此博大精深，奧妙無窮，讓人倍受啟迪，心懷敬畏。

　　二、透視紙科技中的創新元素

　　隨著科技進步，人們也賦予了紙諸多高科技元素，一些科技含量高的新概念紙以及以紙為載體的新發明、新創造也就應運而生了。紙科技的不斷創新不僅提升了現代人的生活品質，同時也把相關產業的產品附加值做大做強做到最大化。下面就舉兩例。

　　1.石頭紙——紙家族的新丁

　　有報道說，在2010年“兩會”期間，政協委員們領到的會議通知、日程表、便簽紙等都是以碳酸鈣為主要原料的“石頭紙”。所謂“石頭紙”是從其制取的原料角度來命名的，就是以磨成粉末的大理石[（CaCO3]為主要原料，加上15%的聚乙烯和5%的粘合劑做成的。這種紙防水、堅固、不易燃燒，最重要的是不用破壞森林來造紙，具有綠色、低碳等顯著特點。“石頭紙”外觀看起來與普通紙沒什么區別，但寫上字泡在水里，十分鐘后拿出來，用手抹一下，字不但不會模糊暈開，而且把水擦干后照樣可以繼續寫字。如果同時燃燒“石頭紙”和普通紙，普通紙一下子就燒完了，但“石頭紙”的火焰卻慢慢變小，最后才熄滅。

　　石頭造紙技術是由香港龍盟科技紙業發明，已經在世界多國申請專利，現在多應用于制造筆記本，紙袋，餐盒等。在人們越來越重視環保的當今社會，這項新技術將日益受到世人的矚目和青睞。

　　2.紙電池——能源領域的“奇葩”

　　紙電池又稱軟電池。芬蘭籍華人科學家張霞昌及其團隊于2003年開始研發紙電池，并獲得60萬歐元資助，經過努力，他與芬蘭同事一起創辦了Enfucell公司。該團隊于2008年11月生產了一種紙電池，它是基于傳統的紙張印刷術，將鋅、鎳或其他金屬涂在紙的一面，而錳氧化物或其他氧化物涂在紙的另一面，含有電解液的薄層紙被用作隔離器和傳導體，紙內的離子流過水和氧化鋅組成的電解質，電池總反應為：Zn+2MnO2+H2O[=]ZnO+2MnO（OH）。這種1.5V電池可以恒定速率產生電流，且成本與普通紙張相當。

　　新型紙電池堪稱能源領域的“奇葩”。它與傳統電池相比在能源存儲和充電壽命周期等方面都有良好的表現，它可以剪裁、彎曲、折疊和可塑，對環境友好，而且價格便宜。這種紙電池可用于智能卡、音樂賀卡、電子標簽、電子報紙、射頻識別器（RFID）、手機、手提電腦等產品，其潛在價值十分可觀。目前全世界僅美國、芬蘭、以色列等少數幾個國家開發出了紙電池。

　　三、透視紙品中的熒光劑

　　近年來，媒體頻頻曝光衛生紙、餐巾紙、方便面桶、打印紙、紙杯、學生作業本等紙質產品中的熒光劑含量超標。對此專家表示，幾乎所有白色的紙張中都含有熒光劑。不僅如此，我們的衣服、唇膏等一些生活用品中也都含有這種“增白神器”，可以說熒光劑對人們的影響已經滲透到生活的各個角落。東南大學化學化工學院的專家組曾對南京市面上的8種作業本進行熒光劑抽樣檢測實驗。實驗人員把8種作業本依次放入紫外線分析儀照射，結果表明，8種作業本一“照”全含熒光劑，并且紙張越白，熒光劑含量就越高。

　　那么，紙張中為什么要加熒光劑呢？專家介紹說：“如果純粹用天然原漿來制作紙制品，色度肯定達不到要求，商家就必須想盡辦法在紙張加工時，讓紙張顏色發白，就需要添加熒光增白劑。”

　　有資料表明，熒光劑種類很多，有一種叫做DCB的熒光劑，為吡唑啉衍生物，其發色基為[—C][N][N—][CH2CH2]能發出藍綠色熒光，增白時可吸附于物體表面，其吸收波長為350nm的紫外光線，反射約為450nm的藍色光線，產生略帶藍光的潔白悅目的增白效果。

　　據專家介紹，熒光劑是一種相對安全的化學物質，目前國內外都沒有足夠的數據表明熒光劑對人體有確切的毒害作用。但據醫學臨床實驗證實，熒光物質可以使細胞產生變異性，如果對熒光劑接觸過量，可能有潛在的健康威脅。為了安全起見，專家建議家長為孩子選購作業本時，先在亮光下觀察紙張的顏色，如果紙張太白、太亮，最好別買。偏黃的紙相對來說是安全的。另外，家長也要教育孩子，不要把作業本放在嘴里，防止熒光劑直接被孩子吞服。生活中也應盡量減少與過度潔白的紙張及其他物品接觸的機會。

　　四、透視紙質文物保護中的化學因素

　　紙質文物的保護是一個精細復雜的系統工程。普通紙張的主要成分是纖維素，纖維素在一定條件下能發生水解反應，而且水解生成小分子糖類物質，就為菌類生長提供足夠的營養。同時，纖維素結構中還存在-CH2OH和-OH，對氧化劑和紫外線較為敏感，能被漂白粉、過氧化氫、臭氧等氧化，生成含醛基、羰基和羧基的氧化纖維素，正是生成了氧化纖維素才使得紙質文物變黃、變脆，機械強度降低。另外，早期紙張生產中，常采用紙張表面涂敷明礬的工藝，以填補其表面的微孔，防止墨跡擴散。后來人們發現，這種紙張會逐漸變脆、破損，嚴重威脅到文物的保存。經檢驗分析，原因是明礬中的Al3+水解呈酸性，導致在酸性環境下纖維素水解程度加劇。如何盡可能降低H+濃度就成為搶救性保護紙質文物的關鍵所在。科學家試驗了很多種方法，其中有一種是在紙質材料上適量噴灑Zn（C2H5）2，原理是Zn（C2H5）2可與水反應生成ZnO和C2H6，ZnO可與H+反應，降低了H+濃度，于是，就減緩了紙質文物的腐蝕速率。

　　當然，紙質文物保管應多管齊下，多措并舉，綜合施治。應該對文物所處的環境加以嚴格控制，如溫度、濕度、空氣、光源等。有關研究表明，紙質文物的保護一般選擇如下條件：溫度控制在18℃左右；相對濕度約為60%；自然通風和過濾空氣保證環境的潔凈；避免紫外線照射等等。

　　五、透視“接地氣”的土法造紙術

　　目前，各種紙品充斥市場，如普通紙、宣紙、再生紙等，琳瑯滿目，應有盡有，彰顯人類造紙技藝水平的高超。如果說這些紙品的制造技藝過于“陽春白雪”，與普通百姓的認知相去甚遠的話，那么看得見摸得著的“接地氣”的土法造紙術其實就在身邊。比如，在我國很多農村地仍舊沿襲著以燒“紙錢”的方式祭奠先人的風俗習慣，而草紙是制造“紙錢”的重要材料，這就給土法造紙營造了巨大的生產和利潤空間，于是造紙小作坊就千年不絕，生生不息。筆者曾帶領課外興趣小組的同學實地參觀考查本地農村造紙小作坊，體驗了這種土法造紙的過程。

　　草紙的制作過程大致如下：

　　1.將富含粗纖維的植物秸稈（如麥草、稻草等）約350斤放入水池中，再加入石灰約80斤，浸泡20天。

　　2.撈出，放在地鍋的蒸籠上用蒸汽蒸約6小時。

　　3.用打漿機把處理好的植物秸稈打碎，加入蒲棒絨約8斤，摻勻磨漿。

　　4.把磨好的漿液裝入紗布，在清水池中反復淘洗，以除去石灰水。

　　5.再把所得到的提取物重新放入清水池，備用。

　　6.取適量提取物，均勻平鋪在一種細竹編制成的席子上，初步晾曬，待晾至六成干，揭掉。

　　7.根據尺寸，將粗紙一層一層地摞在一起，用石頭等重物壓住，擠去其中的殘留水。

　　8.再將粗紙一張一張地分開，貼在墻上風干，即得成品。

　　活動結束后，同學們都感慨萬千：我國的造紙技術之所以日臻提升，得益于厚重的接地氣的文明積淀和升華。盡管土法造紙技術粗疏，工藝簡陋，效率低下，但作為一項文明古國對人類的杰出貢獻至今仍讓人驕傲自豪，作為后來人應不斷傳承，發揚光大并創新出彩。

　　當然，我們也應清醒地看到，這些造紙小作坊盡管在某種程度上可能仍將繼續滿足著百姓的現實需求，獲取巨大的生產利潤，但不可否認，嚴重的環境污染和對封建迷信活動的推波助瀾等負面效應，都讓其難辭其咎。規模化生產、綠色化生產、提高原材料利用率、增加產品附加值才是其唯一出路，同時整個社會要營造一種移風易俗的新風尚。只有這樣，造紙業才會健康蓬勃成長。

　　紙是人們日常生活和工作中接觸最多的物品之一，與紙有關的問題牽涉社會、科學、技術、環境等方面，可謂是無時不在，無處不在。作為普通公民要了解一些必要的相關學科知識，無論是從提高個人生活質量角度，還是提升全民素質角度來說都是大有裨益的。同時，隨著人們對紙產品需求量的激增，也倒逼科技工作者不斷追求紙產品卓越的創新責任感和緊迫感。我們也期待紙科技迅速崛起壯大，快速成長為中華科技大廈的中流砥柱。

　　參考文獻

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