独立行政机构产业技术综合研究所[会长：中钵良二]（以下简称“AIST”）生产测量技术研究中心[研究中心主任 Mitsuru Sakamoto] 测量基础设施技术团队首席研究员 Kinue Tsunematsu、研究团队负责人 Kazuhisa Ayame、过程测量团队首席研究员 Tatsuo Tahara 等都是在广泛领域使用的论文蜂窝结构的表面多孔二氧化硅提高强度、耐水性、阻燃性等。
耐水性和阻燃性是纸蜂窝结构体的弱点，为了改善这些性能，需要掺入大量的树脂或无机物，或者进行高温处理，但这会产生处理工艺复杂、成本高等问题。
采用新开发的技术，纸蜂窝基材碱金属硅酸盐碳酸化这样，形成多孔二氧化硅膜。这使得能够以低成本制造防水且阻燃的纸蜂窝。涂覆多孔二氧化硅的纸蜂窝基材具有优异的强度，通过控制多孔二氧化硅涂层的比表面积，湿度控制功能。它还有望具有广泛的应用，包括生物加工和水处理等各种过程中的预处理和分离。
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| 普通纸蜂窝基材的横截面（左）和涂有多孔二氧化硅的基材（右） |
| 左侧，细纤维素纤维直立，蜂窝状触点很容易剥离。另一方面，右侧涂有多孔二氧化硅，因此蜂窝状触点粘合牢固。 |
近年来，为了实现低碳社会，人们越来越重视制造工艺和安全基础设施技术，需要减少工业废物等对环境有害的物质。此外，新能源技术的引入和传播变得更加活跃，降低成本的运动也越来越多，例如通过利用资源和提高制造过程的能源效率。蜂窝结构重量轻，具有优异的热性能和吸音性能，已被有效地应用于如此广泛的技术的各个方面。然而，纸质蜂窝结构体在耐水性、阻燃性方面存在弱点，为了提高这些性能，需要混合大量的树脂或无机物，或者进行高温处理，导致处理工艺复杂、成本较高等问题。
AIST的生产测量技术研究中心以AIST的种子为基础，进行行业支持的研究，以响应行业的需求。
旨在通过利用未使用的资源和工业废物来减少环境影响物质并节省能源，硅酸钙粉开发多孔二氧化硅。其中，板状二氧化硅多孔体是啊二氧化硅颗粒表层的涂层相关的技术这是AIST独有的技术，我们响应工业界的需求，开发了以此为基础的吸附剂、载体和涂料等应用产品。
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图1是处理前的基材表面和多孔二氧化硅涂覆的基材表面的扫描电子显微镜(SEM)照片。在处理前的基材上可以清楚地观察到纤维素纤维，但在处理后的基材表面上，纤维素纤维被多孔二氧化硅涂覆。
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| 图1基材的SEM照片 |
为预处理基材和多孔二氧化硅涂层基材制备测试样品（50mm×30mm×15mm）。
流水测试完成了。图2显示了流水测试后的测试样品的照片。虽然预处理的基材在约30分钟后失去形状，但多孔二氧化硅涂覆的基材即使在流水中浸泡一周后形状也没有变化，并且其耐水性显着提高。
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| 图2 预处理基材（左）和多孔二氧化硅涂覆基材（右）的流水测试结果 |
关于同一标本火焰测试图3显示了燃烧试验后的测试样品的照片。未经处理的基材立即开始燃烧，但多孔二氧化硅涂覆的基材没有改变形状，仅表现出轻微的变色。这样，可以通过用多孔二氧化硅涂覆纸蜂窝结构来赋予其阻燃性。
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| 图3 未处理基材（左）和多孔二氧化硅涂层基材（右）的燃烧测试结果 |
图4显示了预处理基材和多孔二氧化硅涂覆基材的压缩试验结果。处理前基材的情况抗压强度是 085兆帕，而多孔二氧化硅涂覆基材由于涂覆效果而达到44MPa。尽管两者在达到最大应力后均在减小应力的同时发生变形，但可以看出，具有显着更高的压缩强度的多孔二氧化硅涂覆基材不易变形。
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| 图4 预处理基材和多孔二氧化硅涂覆基材的压缩测试结果 |
此外，利用新开发的技术，通过改变加工条件，可以根据各种用途控制基材表面多孔二氧化硅涂层的厚度和比表面积。
用于湿度控制功能吸湿测试完成了。结果，多孔二氧化硅涂覆的基材的吸湿率比未处理的基材高约5倍。
这样，通过用多孔二氧化硅涂覆基材，可以赋予纸蜂窝结构体功能，从而减少制造过程中对环境有害的物质并节省能源。
未来，我们将评估所开发的带有多孔二氧化硅涂层的纸蜂窝结构的多功能性。我们还致力于将其应用于发挥其耐水性、阻燃性和湿度控制功能的建筑材料以及载体和净化材料。