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为解决造纸业依赖木材制浆引发的环境及价格波动问题，研究人员开展以海藻（Sargassum wightii）和椰纤维为原料制备生物纸的研究。结果表明生物纸性能多样、可定制，且具有高生物降解性。这为造纸业提供可持续替代方案，推动环保发展。
在当今时代，纸张作为全球经济活动中不可或缺的重要产品，其制造过程却面临着诸多严峻挑战。传统造纸业高度依赖木材制浆，每年约有 40 亿棵树木被砍伐，以满足原料需求，这不仅引发了严重的森林砍伐、气候变化等环境问题，还使得造纸业的水和能源消耗居高不下。此外，木材价格的波动也给造纸行业带来了成本不稳定的困扰。在全球积极倡导可持续发展的大背景下，寻找一种既环保又经济的造纸原料替代品迫在眉睫。
在此关键节点，来自国外研究机构的研究人员积极开展研究，致力于探索新的造纸原料。他们将目光聚焦于海藻（
Sargassum wightii）和椰纤维这两种在马来西亚储量丰富的天然材料上，旨在开发出以它们为基础的生物纸，为造纸业的可持续发展开辟新道路。该研究成果发表在《Carbon Resources Conversion》上，为相关领域的发展提供了重要参考。
研究人员采用了多种关键技术方法。利用扫描电子显微镜（SEM）观察生物纸的表面形态；运用热重分析（TGA）研究其热稳定性和分解模式；借助傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析生物纸中的功能基团；通过 X 射线衍射（XRD）评估其结晶度；还进行了水吸收测试和土壤掩埋测试，分别测定生物纸的吸水性和生物降解性。
研究结果如下：
- 物理性质（GSM）：通过计算每平方米克重（GSM），发现不同原料组成的生物纸密度不同。100% 海藻生物纸 GSM 为 131，适合制作海报、传单等；100% 椰纤维生物纸 GSM 为 453，可用于制作高质量名片、包装等；50% 海藻和 50% 椰纤维混合生物纸 GSM 为 292，适用于制作宣传册封面、轻质包装等。
- SEM 分析：观察生物纸表面形态，发现海藻生物纸有纤维和层状纹理，椰纤维生物纸纤维结构连接弱，混合生物纸纤维结合更好。
- 热重分析（TGA）：研究生物纸在升温过程中的热行为，发现三种生物纸都经历了水分去除、挥发性化合物挥发和碳分解三个阶段。海藻生物纸在 900°C 时剩余焦炭占 26.6%，椰纤维生物纸剩余 15.17%，混合生物纸剩余 13.49%。
- FTIR 分析：检测生物纸中的功能基团，发现所有样品在 3343.47 cm-1至 3355.75 cm-1之间都有强而宽的峰，表明存在 O - H 键，使生物纸具有亲水性和生物降解性。此外，椰纤维和混合生物纸中没有 C - H 键，这表明它们的结构与海藻生物纸不同。
- XRD 分析：研究生物纸的晶体结构，发现海藻和椰纤维生物纸主要是无定形结构，混合生物纸既有无定形区域，也有一定的结晶度。
- 水吸收测试：测试生物纸的吸水能力，发现所有生物纸样品都具有高亲水性。海藻生物纸吸水率为 128 g/m2，椰纤维生物纸为 580 g/m2，混合生物纸为 446 g/m2。
- 生物降解性（土壤堆肥测试）：评估生物纸的生物降解性，发现混合生物纸在 14 天内重量减少 64%，椰纤维生物纸减少 57%，海藻生物纸减少 23%，表明生物纸在土壤中容易自然降解。
研究结论和讨论部分指出，海藻和椰纤维制成的生物纸具有多种优势。其 GSM 值的差异使其适用于不同的应用场景，展示了生物纸的多功能性。TGA 分析表明生物纸在中等条件下具有热稳定性。FTIR 分析揭示了生物纸的亲水性和生物降解性。XRD 分析则说明了生物纸的结构特征。这些研究结果表明，Sargassum wightii可以作为生产环保生物塑料薄膜的可行原料。该研究为造纸业提供了可持续的原料选择，有助于减少对森林的砍伐，降低环境污染，推动造纸行业向绿色可持续方向发展，具有重要的科学意义和实际应用价值。同时，研究也存在一些局限性，如生物纸样本手工制作可能导致性能不一致，在不同环境中的性能有待研究，缺乏数据预处理等。未来的研究可以针对这些问题进一步深入探索，以推动生物纸的发展和应用。
