一张纸背后的高科技:现代造纸如何融合流体力学、纳米材料与AI智能

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05-16 14:58

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【沿不同方向撕同一张纸巾,差别原来这么大?】一张面巾纸从不同方向撕开为什么有的方向很顺滑有的就撕起来很别扭(以抽纸为例,通常是沿着垂直于折痕的方向撕就很顺滑)?用物理学来说,这是因为面巾纸的结构是各向异性的。这和顺着木头纹理方向劈柴更省力,是相似的原理。纸张并不是一层致密的薄膜,而是由无数条纤维素交织成的一张网络,其中大部分纤维素的取向是相同的。当我们沿着纤维素排列的方向撕面巾纸,我们要撕开的主要是两根平行的纤维素之间的氢键,不仅省力,断面也较为整洁。而当我们垂直纤维素排列方向撕,就不得不撕开纤维内部的共价键,或是强行拔出整条纤维。这所需的能量要比撕开氢键大得多,还会形成带有纤维丝“毛边”的不规则锯齿状断面。面巾纸为什么有这种各向异性?现代造纸工艺中,纸浆往往会被喷射到一条高速运转的传送带上,这一过程中,大多数纤维会被迫顺着机器运行的方向排列。在后续处理中,两个滚轮会将面巾纸相互交错地叠在一起,方便我们在抽出面巾纸时带出下一张,而折痕的方向恰好与滚轮运动方向垂直,也就与纤维排列方向垂直。因此,垂直于折痕撕面巾纸,可以优雅地把面巾纸撕开~(中科院物理所)#中国科普博览#
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#纸巾变贵变薄不是错觉# 有没有觉得买的卫生纸涨价了还越来越薄了?恭喜你,这次真不是错觉。从去年下半年开始,造纸行业的几家龙头先后发涨价函。这本质是因为中国造纸这门生意,在过去十年里经历了一连串地震。现在这些事儿,也只是震荡后的余波而已。作为中国人传统艺能,2016年之前,造纸这门生意门槛不高,你上你也行,因为原材料靠回收洋垃圾就行,很便宜。只不过要用化学品处理,对环境污染很大。所以我国相继出台了2016年的环保改革和2017年的禁废令。这波就清退了一大批小厂,市场份额也是百川东到海,流向了玖龙、山鹰这些行业巨头。2018年起,当同行还在焦虑原料时,巨头们早就飞到海外买买买了。比如玖龙和山鹰就直接去美国欧洲买那些百年老造纸厂,投资森林,还有去东南亚建基地。这么一来,无论你是要低端的再生纸浆,还是高端的原生纸浆,中国巨头都已经卡住了源头。但很快,行业地震就又来了。先是18年贸易战让行业遇冷,紧接着2020年疫情爆发,全球供应链大乱,中国出口火爆导致纸箱紧缺,纸价史诗级暴涨。被这波繁荣冲昏头脑的巨头们,做出了一个致命决定:梭哈,爷要扩产!大家都在赌出口会无限增长,赌美元永远低息。2023年,全球供应链开始恢复。之前因为疫情叠加俄乌冲突,亚马逊和沃尔玛囤了三倍的库存,疫情后自己屯的都用不完,哪还顾得上买新的。原本用于出口的纸,直接倒灌回了国内市场。为了抢订单,大家只能杀价。为了抢订单,大家只能杀价。国家统计局和行业协会的监测数据显示,2023年,造纸及纸制品业亏损企业比例一度接近27%。这意味着每四家厂就有一家在亏钱。价格战持续了整整两年后,到了2025年初,战场上还能站着的人就没几个了。2025年7月,造纸大省广东遭遇了强台风和暴雨,废纸回收是靠天吃饭的,暴雨一来,满大街的回收站停摆,纸壳子湿了没法收。这种物理性的缺货立竿见影,仅仅一个月,废纸价格就跳涨了2.75%。10月又来了一刀,海关总署突然发布新规(195号公告)说,严查进口再生浆的工艺,污染大的干磨法纸浆要另算。国内纸厂瞬间慌了,只能抢国内存量的废纸,直接把国废价格买爆了。所以现在巨头们都一边停机减产一边涨价。总之现在就是,一种更为理性的行业共识取代了价格战。但不管产业上游发生了什么,这一切传递到我们普通人身上,大家会感到纸箱变薄变软,抽纸变薄,长度变小了。虽然怀念特定历史时期,环境透支与人口红利给我们的馈赠。但变化,是新世界的门票。#有点东西#
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1. 【沿不同方向撕同一张纸巾,差别原来这么大?】一张面巾纸从不同方向撕开为什么有的方向很顺滑有的就撕起来很别扭(以抽纸为例,通常是沿着垂直于折痕的方向撕就很顺滑)?用物理学来说,这是因为面巾纸的结构是各向异性的。这和顺着木头纹理方向劈柴更省力,是相似的原理。纸张并不是一层致密的薄膜,而是由无数条纤维素交织成的一张网络,其中大部分纤维素的取向是相同的。当我们沿着纤维素排列的方向撕面巾纸,我们要撕开的主要是两根平行的纤维素之间的氢键,不仅省力,断面也较为整洁。而当我们垂直纤维素排列方向撕,就不得不撕开纤维内部的共价键,或是强行拔出整条纤维。这所需的能量要比撕开氢键大得多,还会形成带有纤维丝“毛边”的不规则锯齿状断面。面巾纸为什么有这种各向异性?现代造纸工艺中,纸浆往往会被喷射到一条高速运转的传送带上,这一过程中,大多数纤维会被迫顺着机器运行的方向排列。在后续处理中,两个滚轮会将面巾纸相互交错地叠在一起,方便我们在抽出面巾纸时带出下一张,而折痕的方向恰好与滚轮运动方向垂直,也就与纤维排列方向垂直。因此,垂直于折痕撕面巾纸,可以优雅地把面巾纸撕开~(中科院物理所)#中国科普博览#

2. #纸巾变贵变薄不是错觉# 有没有觉得买的卫生纸涨价了还越来越薄了?恭喜你,这次真不是错觉。从去年下半年开始,造纸行业的几家龙头先后发涨价函。这本质是因为中国造纸这门生意,在过去十年里经历了一连串地震。现在这些事儿,也只是震荡后的余波而已。作为中国人传统艺能,2016年之前,造纸这门生意门槛不高,你上你也行,因为原材料靠回收洋垃圾就行,很便宜。只不过要用化学品处理,对环境污染很大。所以我国相继出台了2016年的环保改革和2017年的禁废令。这波就清退了一大批小厂,市场份额也是百川东到海,流向了玖龙、山鹰这些行业巨头。2018年起,当同行还在焦虑原料时,巨头们早就飞到海外买买买了。比如玖龙和山鹰就直接去美国欧洲买那些百年老造纸厂,投资森林,还有去东南亚建基地。这么一来,无论你是要低端的再生纸浆,还是高端的原生纸浆,中国巨头都已经卡住了源头。但很快,行业地震就又来了。先是18年贸易战让行业遇冷,紧接着2020年疫情爆发,全球供应链大乱,中国出口火爆导致纸箱紧缺,纸价史诗级暴涨。被这波繁荣冲昏头脑的巨头们,做出了一个致命决定:梭哈,爷要扩产!大家都在赌出口会无限增长,赌美元永远低息。2023年,全球供应链开始恢复。之前因为疫情叠加俄乌冲突,亚马逊和沃尔玛囤了三倍的库存,疫情后自己屯的都用不完,哪还顾得上买新的。原本用于出口的纸,直接倒灌回了国内市场。为了抢订单,大家只能杀价。为了抢订单,大家只能杀价。国家统计局和行业协会的监测数据显示,2023年,造纸及纸制品业亏损企业比例一度接近27%。这意味着每四家厂就有一家在亏钱。价格战持续了整整两年后,到了2025年初,战场上还能站着的人就没几个了。2025年7月,造纸大省广东遭遇了强台风和暴雨,废纸回收是靠天吃饭的,暴雨一来,满大街的回收站停摆,纸壳子湿了没法收。这种物理性的缺货立竿见影,仅仅一个月,废纸价格就跳涨了2.75%。10月又来了一刀,海关总署突然发布新规(195号公告)说,严查进口再生浆的工艺,污染大的干磨法纸浆要另算。国内纸厂瞬间慌了,只能抢国内存量的废纸,直接把国废价格买爆了。所以现在巨头们都一边停机减产一边涨价。总之现在就是,一种更为理性的行业共识取代了价格战。但不管产业上游发生了什么,这一切传递到我们普通人身上,大家会感到纸箱变薄变软,抽纸变薄,长度变小了。虽然怀念特定历史时期,环境透支与人口红利给我们的馈赠。但变化,是新世界的门票。#有点东西#

3. #科普# #生活笑料撞满怀# 现代造纸术有多复杂?一棵树是如何变成一张纸的? http://t.cn/AXVpyJGU ​​​

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