AMR | 隐藏在钞票纸和证券纸中的“秘密”

你喜欢钱吗？想知道怎么“make money”吗？

我们每天都会用的钱币中又蕴藏了哪些“秘密“呢？在最新一期的Acc. Mater. Res.中，来自陕西科技大学的王海花教授团队评述了钞票纸和证券纸制造过程中使用的多功能纤维素纤维和合成纤维、湿部化学品、表面处理剂、油墨材料、防伪特征材料等功能化学品和材料的最新进展，带我们一起揭开隐藏在钞票纸和证券纸中的“神秘面纱”，也为从事纤维素、精细化学品、新材料、智能器件等领域的研究者们提供了一个系统的认识和全新的视角。

AMR小编

首先非常好奇，您和您的团队为什么会选择这样一个领域作为研究的关注点？

王海花

我一直坚信“技术唯有搬下高阁，飞入寻常百姓家，才能真正实现其价值”。因此，我和我的团队长期专注于“怎样把科学研究与实际应用结合，让更环保化的产品真正地服务社会”。钞票纸和证券纸与人民的日常生活和国家形象息息相关，里面又有非常丰富的材料问题，也和我的科研方向有所关联。所以我们团队已在钞票纸和证券纸领域进行了长达十多年的研究，也开发出了一系列技术方案，并会继续坚持下去。

AMR小编

互联网的高速发展促使纸币正高速向电子货币和网络虚拟货币等发展，那我们为什么还要关心纸币上的革新呢？

王海花

货币作为一般等价物，在目前的法律法规和经济制度下，钞票纸和证券纸很难完全被电子货币和虚拟货币替代。在国际金融合作的背景下，纸币在未来仍将继续发挥核心作用。

钞票纸和证券纸是纸币、债券等有价证券的载体，在原料、制造和加工上均有其特殊之处。各国由于其历史、文化的不同，纸币设计各异，无不追求精美雅观。随着社会的发展，钞票纸和证券纸在市场交易、商品经济及社会其他领域均发挥着至关重要的作用。

AMR小编

您能跟我们谈谈钞票纸和证券纸现有技术面临的挑战主要有哪些？

王海花

个人认为，钞票纸和证券纸的现有技术主要存在以下不足：(1)成本高，强度和耐久性不足；(2)复杂且对环境有害的湿部化学系统；(3)多功能纤维强度、相容性和防伪特性的协同统一；(4)表面处理剂功能单一、抗菌性能差、综合性能差，无法实现对浆内化学品的完全替代；(5)日益复杂的伪造技术。

AMR小编

新冠疫情的爆发，让人们担忧病毒会不会通过纸币等进行传播，您是怎样考虑这个问题的？

王海花

尽管从现实来看，新冠病毒通过纸币进行传播的概率非常小；但理论上，纸币确实是可能成为一种载体的。因此，在新一代的钞票纸上构筑自清洁和抗菌表面，以确保钞票纸或证券纸在流通过程中的长效抗菌性，是非常必要的，也是非常有意义的研究。

AMR小编

您对未来钞票纸和证券纸的发展有哪些建议和展望？

王海花

新一代的钞票纸和证券纸必须通过不断的技术革新来保持其核心竞争力，并同步持续提升其强度、耐水性、耐洗性、耐久性、可印刷性、油墨牢度和防伪性能，实现向多样化、智能化、多功能化和高性能化的高效转变。比如说，(1)开发一种简单高效、环境友好的湿部化学品和配套工艺，该工艺可替代并极大地简化湿部化学系统；(2)采用低成本的纤维素纤维(如木纤维等)替代或部分替代现有的棉纤维，降低成本；通过引入表面功能化的合成纤维，提高钞票纸和证券纸的强度、耐久性等；(3)在钞票纸和证券纸上构筑自清洁和抗菌表面，以确保其在流通过程中的长效抗菌性；(4)研制具有多模式安全响应的高性能智能油墨；(5)在造纸过程中利用纳米纤维素纤维构建透明窗口，实现智能化、多功能器件等的植入；(6)结合智能材料和先进印刷技术，研究具有智能安全特征的多模防伪技术，促进智能防伪芯片和功能油墨技术在钞票纸和证券纸中的集成，从而实现新一代高性能化、智能化钞票纸和证券纸的制造。

AMR小编

能不能请您和大家分享一下这个研究领域可能会出现的研究机会？

王海花

钞票纸和证券纸的相关研究其实是一个重大和复杂的系统工程，需要研究者们综合多学科研究的视角，方可设计构筑出新一代的高性能钞票纸和证券纸，以满足变幻莫测的社会和市场需求。此外，随着深度伪造技术的发展，钞票纸防伪特征急需多元化和智能化，该研究领域亦为从事功能涂层、油墨材料、新型印刷技术、人工智能技术、智能材料如智能防伪芯片等的研究者们开辟了新的应用。

AMR小编

最后有没有什么科研心得分享给其他科研工作者？

王海花

作为一名科研工作者，我一直认为科研中最重要的就是忠于自己进行科研的纯粹初心，并跟随自己的内心去开展实际有意义的研究。科技发展日新月异，但秉承着为社会提供有价值产品的原则，技术研发就永不会过时。个性舞动、自信、坚韧，是我对自己的诠释，我一直坚信除了努力之外，自由的灵魂和求真求美的心态亦是创新的源驱动力。

AMR小编

请问主编有没有想点评的地方呢？

黄嘉兴

我觉得这是特别棒的一个关于材料与社会的故事。钞票是我们日常生活中都很熟悉的物品，我自己是在看了电影《无双》之后，才开始体会到钞票里面的一些非常妙的材料科学。王老师的这篇Viewpoint是我们Materials and Society系列的第1篇。读了她的文章以后，我也意识到钞票纸和证券纸其实是功能纤维，纳米纤维素等领域的一个很有潜力的应用出口，我希望更多的读者能从中受到启发，想出新的idea！

作者简介

陕西科技大学化学与化工学院 王海花 教授

2008年获得陕西科技大学材料学博士学位，导师沈一丁教授；2009-2010年，赴加拿大UNB大学进行博士后研究，导师为倪永浩院士；2016年，赴英国巴斯大学进行研究学习，合作导师为Timothy J. Mays教授；2017-2018年，赴美国西北大学进行研究学习，合作导师为Mark C. Hersam教授。至今已主持国家自然科学基金面上项目等科研项目27项，成果转化18次。荣获陕西省青年拔尖人才、陕西省青年科技新星、陕西省青年科技奖和陕西省化学优秀青年奖等，作为主持人和参与人获省部级一等奖2项和二等奖4项。

陕西科技大学化学与化工学院 孙立宇 同学

孙立宇，2018年获得陕西科技大学高分子化学与物理硕士学位，目前是陕西科技大学王海花教授团队的博士研究生。她的研究重点是聚合物纳米复合材料的分子设计和性能。

原文信息：

Materials and Society: Functional Chemicals and Materials in Banknote and Security Paper

Haihua Wang* and Liyu Sun

链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.0c00071?ref=xmol