花粉也能做成纸张？而且用花粉纸打印出来的世界名画，完全不逊色原作品。以下图中的右侧，便是用花粉纸打印出来的梵高《自画像》和《向日葵》。
图 | 梵高《自画像》（来源：Advanced Materials）
图 |《向日葵》的打印过程（来源：Advanced Materials）
花粉纸，由新加坡南洋理工大学材料与科学学院博士后研究员赵泽担纲研发。此次，他开发出一种全新的、基于花粉生物质资源的纸张。这种花粉纸，不存在任何过敏原，还可像纤维素纸一样进行打印。
（来源：
Advanced Materials
）
最令人惊叹的是，打印过后的图案可被轻松地被碱溶液擦掉，整个过程也无需多余的仪器辅助。
最后，脱墨的花粉纸又能毫发无伤地原位回收再利用，被擦除的墨粉也可集体回收，并可被重复打印回收多次。
不仅如此，通过计算他还发现，相对于纤维素纸，花粉纸的制作过程步骤简单、快捷、碳排放少、耗能少。所以，无论是在原料加工过程中，还是在后期回收利用中，这款创新的花粉纸均有望成为传统纤维素纸的环保替代品。
事实上，这是一种新型纸张加工和回收的过程，不仅体现在可持续的利用方式上，还体现在延长纸张的使用寿命上，以便人们从每张纸中获得最大使用价值。
据介绍，打印擦除应用——是基于该团队对花粉纸的独特尺寸效应的掌控，也是论文技术的核心。所以，与该特性相关的应用都具有潜在开发价值。比如，这种信息的按需擦除，可用于防伪、信息安全、资讯保密、绿色智能包装等领域。
除了易回收之外，花粉纸还具有高度的通用性。与传统的木质纸不同，花粉的收集不需要砍伐树木，不会破坏生态，而且是天然可再生的，在可扩展性、经济性和环境可持续性方面，它都是一种具备极大潜力的原材料。
此外，通过将导电材料与花粉纸相结合，还有望将该材料用于柔性电子、绿色传感器和发电机等，以实现先进功能和性能的交叉融合。
审稿人表示，该研究以一种新型花粉纸作为印刷介质，开发了一种酸碱乙醇处理方法，以生产用于数字印刷和擦除的耐水、可重复使用和可回收的花粉纸。探索能耗低和可原位回收的可印刷纸张，是当前可持续社会发展一项非常关键的需求。因此，这个工作非常有意义，新材料（也）非常有吸引力，该方法有可能是实现纸张原位回收的有效途径。
图 | 相关论文（来源：Advanced Materials）
作为论文一作的赵泽概括称，本次工作是以可持续发展的角度，重新审视了一种平时办公学习最常用到物品——打印/复印纸。众所周知，虽然造纸的原料来自于大自然的可再生的纤维素，但是纤维的工业提取加工过程，却是一个高耗能高污染高排放的过程，会使用大量其他形式资源和能源，比如水、电、燃油等。
而且大部分打印纸在使用后就会被丢弃，从而造成浪费。虽然有一部分废纸会被回收利用，
但是废纸的回收过程同样需要使用大型设备、化学试剂等，这意味着纸回收也存在严重的能源和环境问题。
更何况纸的大规模使用，导致了林森的乱砍乱伐。这些无时无刻不提醒我们，传统纸需要做出改变，以便跟上社会可持续发展的步伐。
赵泽表示，该项目基于一个关于数字打印的项目，发现过程其实比较巧合。其所在团队的上一个项目是关于数字打印形变花粉薄膜，内容是通过在花粉薄膜上激光打印不同的墨粉图案，从而实现对其湿度响应的多元形变控制 [2]。
当这个项目接近尾声时，他不小心将一片打印后的花粉薄膜掉入了水中。之后发生了很神奇的事情，花粉薄膜一下子膨胀得非常大，然后表面打印的墨粉也随着脱落。当时他脑中就浮现一个疑问，激光打印的一般办公用纸泡在水中会怎么样？
结果证明，没有任何变化，查了很多文献后他得出一个结论：纸张的重复打印使用，对于构建可持续社会至关重要，但是将打印的墨粉从纸上擦除是非常困难的，除非破坏表面的纤维结构，或者使用高能激光将墨粉烧掉。他觉得这可能是突破传统打印纸功能的机会，如果能用花粉来做一张纸，那可能就是一张可以重复打印擦除的纸。
1. 如何将之前项目中湿度敏感的花粉膜改造成湿度稳定的花粉纸，以使它能在多种环境中打印使用而不变形？
为解决上述问题，赵泽和所在团队进行了多次尝试，比如复合一些其他的材料，加强花粉纸的稳定性；或者覆盖一层防水的物质。但是这些处理都无法很好得满足以上三点的要求。
这时，大家又重新回到花粉材料本身，试图从其自身特性来寻找机会。赵泽又翻看了课题组之前的论文 [3]，发现工程化花粉颗粒的独特酸碱响应性可能是突破口。
不出所料，当用酸性溶液处理花粉纸后，花粉纸就变得对湿度或水不敏感；用碱性溶液处理后，它还可以恢复剧烈膨胀的特性。而且，这种酸碱处理的特性变化是可逆的。踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫，没想到简单的酸碱循环处理就轻易地解决了上述问题，也让按需打印或擦除成为可能。
在此基础上，他们又加入乙醇浸泡以使擦除后的花粉纸脱水干燥，进行回收再打印。然后结合显微观察、力学测试和理论阐述等，对整个过程进行详尽论证，最终成功实现了新型花粉纸的多次循环使用，完成了项目的最初构想。由于非常贴近产业应用，
该团队已经在论文基础上申请了国际 PCT（Patent Cooperation Treaty，专利合作条约）专利，把相关技术内容在全球范围内保护起来。
在这个项目中，最难忘的事情其实跟研究本身没有关系，但是当时却给赵泽造成了不少麻烦。大家会注意到，论文使用了一些世界名画来展示花粉纸的打印性和擦除性。为了增加可看性，同时抓住读者的眼球，赵泽找了一些全球知名的画家画作，比如梵高、莫奈、毕加索和达芬奇的作品。这些油画的电子版在网上很好找，而且是高清的。
当时没多想，就直接用来打印，但是后来才知道，这些画并不能随便用，虽然这些画的作者早就已经过世。事情发生在论文被接受之后，Advanced Materials 的编辑给课题组发了一封邮件，里面写到：“我们注意到文章中使用了一些可能存在版权的图片，请作者去寻求图片版权方的使用获准，否则文章无法发表。”
看到这个邮件，赵泽很是纳闷，难道这些名画不是随便用的吗？他又去查询、咨询，最终发现要想在商业领域（学术期刊也算是商业领域）使用这些名画的照片，必须经过画作的保存单位的同意，如博物馆、展览馆或画廊。
知道这个消息，赵泽脑子蒙了，论文中使用了 7 张不同的名画，这就意味着他可能要分别联系 7 个世界上不同的收藏单位，而且还不一定能收到回复，即使收到回复也可能被拒绝，届时他可能需要替换不同的图片，那就得重新做实验。
他说：“想一想就觉得异常麻烦，但是也没得选，谁让我之前缺乏版权意识，也算是个教训。于是我整理下心情，开始给各个博物馆发邮件，博物馆分布在世界各地，包括英国、美国、法国、荷兰等地。整个事情来来回回折腾了接近半个月，最终也只收到了一半回复，而且还不得不花了一笔钱来买《蒙娜丽莎》的使用权。”
然后，他又花了几天的时间重做实验，把另外一半的图片换掉，最终才通过了 Advanced Materials 编辑的审核。整个事情给了赵泽一个深刻的教训：没有一个从网上下载的照片是可以免费商用的，版权无处不在。吃一堑长一智，虽然长达半个月的时间内，他都异常焦虑，但最终结果还算满意。同时，他也希望自己的经历能帮到其他人。
下一步，赵泽打算优化花粉薄膜或者花粉纸的制作流程，进一步去控制其物理特性，挖掘更多功能和性质，并探索不同类型花粉品种的加工性。他希望能打造一个以花粉生物质为研究基石的微尺度复合天然材料的开发平台，以探索花粉的多元特性，结合其灵活的加工性，复合其他不同类型的生物质材料，从而打造具有独特功能的环境友好材料，为可持续发展助力。
据介绍，赵泽出生于河北省张家口市，从本科开始就在南京，一直到博士毕业，所以也算是半个南京人。其目前在新加坡南洋理工大学材料与科学学院做博士后研究员。本科专业是生物科学与技术；研究生的专业是生物医学工程，研究方向是绿色仿生智能材料；博后期间的研究方向是新型生物质资源智能化利用。
他说：“我的整个学习科研生涯都与生物有关，这是我一直以来的兴趣点，我觉得大自然的生物有太多值得我们学习和探索的地方，
这是一个我们人类永恒的资源宝库，也可能是我们最终实现的可持续未来的钥匙。”
一直以来，赵泽都从事绿色仿生智能材料的开发，围绕环境友好可持续发展的理念，促进先进材料的可持续开发，加强可再生生物质材料的高值化与智能化利用。截至目前，已经发表多篇论文，其中包括 2 篇 PNAS、2 篇 Advanced Materials 和 1 篇 Science Advance 论文。
对于未来其表示：“我目前正在找国内的工作，如果找到合适职位的话打算今年就回去。同时也希望有更多的科研工作者加入到绿色生物质材料的研发中，让我们共同为可持续发展添砖加瓦。”
参考：
1、Zhao, Z., Deng, J., Tae, H., Ibrahim, M. S., Suresh, S., & Cho, N. J. (2022). Recyclable and Reusable Natural Plant‐Based Paper for Repeated Digital Printing and Unprinting. Advanced Materials, 2109367.
2、Zhao, Z., Kumar, J., Hwang, Y., Deng, J., Ibrahim, M. S. B., Huang, C., Suresh, S., & Cho, N. J. (2021). Digital printing of shape-morphing natural materials. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118 (43).
3、Fan, T. F., Park, S., Shi, Q., Zhang, X., Liu, Q., Song, Y., Chin, H., Ibrahim, M. S. B., Mokrzecka, N., Yang, Y., Li H., Song, J., Suresh, S., & Cho, N. J. (2020). Transformation of hard pollen into soft matter. Nature Communications, 11(1), 1449.
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