近日，我校材料学院苟进胜副教授团队以未经任何化学预处理的废纸为原料制备了一种可生物降解的泡沫材料，该泡沫具有低密度、低导热性、优异的机械强度和出色的缓冲性能，可以用作环保缓冲包装，有效替代泡沫塑料，确保产品在运输过程中得到保护。相关成果发表于期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》，引起了领域内的高度关注。日前，本研究相关成果被美国化学学会（ACS）和美国化学与工程新闻（Chemical & Engineering News）作为“前沿化学研究亮点和新闻”，以“Upcycling leftover cardboard to make a new type of foam packaging”为题进行专题评论报道，包括Bioengineer, ScitechDaily, ChemEurope和Innovazione在内的多家国际媒体进行了转载报道。
泡沫塑料是一种常用于运输包装的合成高分子材料，由于其不可生物降解的性质和对不可再生石油资源的依赖，对环境提出了重大挑战。因此，研发环保、性能优异的生物降解缓冲材料替代泡沫塑料具有重要意义。针对以上问题，我校材料学院苟进胜副教授团队在废纸发泡、废纸基气凝胶方向进行多年研究，相关成果被授予发明专利“一种剪切增稠液增强纸浆发泡材料及其制备方法”和实用新型专利“一种可拆卸式多种定向冷冻装置”。
在前期研究的基础上，研究团队将PVA和明胶引入到废纸泡沫体系，形成了紧密交织和高度多孔的结构，纤维之间形成“膜连接”和“桥连接”结构，极大增强了材料力学性能，与未添加PVA和明胶的废纸泡沫相比，分别提高了416.7%和638.3%，与传统发泡塑料材料相比，在相同应变下具有承受高出3-4倍的应力，这一特性保证可以作为替代发泡塑料的优良缓冲材料。
废纸泡沫材料的微观形貌
为了进一步提高废纸泡沫材料的缓冲性能，制备了纳米级非牛顿流体（STF）并将其浸渍其中，从静态和动态测试结果可以看出，浸渍了STF的废纸泡沫能有效减弱冲击加速度，延长缓冲时间，动态缓冲性能和能量吸收性能得到了显著改善，可用于无伞空投等大冲击场景。
浸渍STF的废纸泡沫材料的动态缓冲特性
材料制备及应用场景展示图
我校材料学院硕士研究生张斌为文章第一作者，苟进胜副教授为通讯作者。该研究得到了“木质材料科学与应用教育部重点实验室（北京林业大学）”和“木材科学与工程北京市重点实验室”的支持。
