全球对泡沫塑料材料的需求巨大(年需求量约为3,413亿美元)，受现代社会需求增加的推动，需求仍以每年4.8%的速度增长。现有的大多数泡沫材料都是由塑料制成的，它们需要数百年才能降解，导致了严重的全球污染问题。

有鉴于此，美国马里兰大学胡良兵教授等人，报告了一种基于 3D 石墨-纤维素纳米纤维 (G-CNF) 泡沫的泡沫材料的可降解、可回收和经济高效的解决方案，该泡沫材料由资源丰富的石墨和纤维素通过先进的 3D 打印制成。

本文要点

1）通过3D打印技术开发了一种可降解、可回收、轻质的3D石墨纤维素泡沫材料。石墨粉可通过 CNF 直接分散成均匀稳定的浆料，无需表面活性剂或刺激性化学品。

2）CNFs通过亲水和疏水界面与石墨的相互作用，使其具有类似分散聚合物的流变性能和良好的加工性能，粘度可调，可用于3D打印。石墨/CNF料浆保持着高的表观粘度以及良好的储存和损耗模量稳定性，这使得从料浆生产连续的长丝能够构建三维结构。

3）与商业聚苯乙烯泡沫材料相比，G-CNF泡沫材料具有较高的机械强度(抗拉强度3.72 MPa vs 0.28 MPa，抗压刚度2.34 MPa vs 1.11 MPa)、更好的防火性能、可降解性和可回收性。

总之，所展示的 G-CNF 泡沫有可能取代商业塑料泡沫材料，代表了解决白色污染的可持续解决方案。

参考文献：

Dapeng Liu et al. 3D-Printed, High-Porosity, High-Strength Graphite Aerogel. Small Methods, 2021.

DOI: 10.1002/smtd.202001188

https://doi.org/10.1002/smtd.202001188