Negdje sredinom sedamdesetih godina, sjećam se dobro (jer sam o tome i pisao), digla se uzbuna među bibliotekarima i arhivarima. Otkrili su naime da moderne, nedavno tiskane knjige, mnogo brže propadaju od starih. Zašto?
Odgovor, kao i obično, leži u kemiji. Papir se naime sastoji od tri bitne komponente: celuloznih vlakana, punila i keljiva. Za najstarije europske papire vlakno se dobivalo iz starih krpa, punilo je bila kreda, a keljivo tutkalo. No onda se netko dosjetio da kalcijev karbonat (kredu, vapnenac u prahu) zamijeni cinkovim sulfatom. I pritom nije mislio, ili nije znao, da je cinkov sulfat zbog hidrolize kiseo. Jednostavnije rečeno, cinkov sulfat u reakciji s vodom oslobađa sumpornu kiselinu, a sumporna kiselina razjeda (hidrolizira, depolimerizira) celulozu. Kad su – konačno! – shvatili u čemu je problem, razvili su metode za neutralizaciju kiseline u knjigama, čak i kada su bile zatvorene, a nove su knjige počeli tiskati na papiru bez kiseline (acid free paper).
Ovaj novi, “acid free”, dakle papir bez kiseline se dobro drži, a još se bolje drže papiri iz 19. i ranijih stoljeća. „Ranijih stoljeća“ nema mnogo jer papir je ušao u široku upotrebu tek pojavom tiskarskog stroja u 15. stoljeću. No, to vrijedi samo za Europu. A što je s papirom u Kini, zemlji odakle je potekao?
Najbolji kineski papir, koji se koristi za slikarstvo i kaligrafiju, zove se xuan. Izrađuje se od kore brijesta kompliciranim postupkom koji zahtijeva više od stotinu operacija i traje jednu do dvije godine. Xuan se počeo proizvoditi prije 1500 godina – i još se drži. No kako se drži i koliko se drži istražili su kineski znanstvenici. Kako?
Evo kako. Stavili su papir u sušionik zagrijan na 105 oC i tako ubrzali njegovo starenje, pa su u „samo“ 1200 dana ostarili papir za 10.000 godina. „Mehanička čvrstoća tradiocionalnog papira xuan je potpuno izgubljena, a papir je postao vrlo slab i lomljiv, te je lako pucao već pri slabom savijanju“, kažu u zaključku znanstvenog rada „Comparison of aging performance and mechanisms: Super-durable fire-resistant ‘Xuan paper’ versus Chinese traditional Xuan paper“, objavljenom u časopisu Molecules. Nije, doduše, izdržao test od 10.000 godina, ali – kako vidimo na slici – još se dobro drži nakon 500, pa i 1000 godina.
No to je tek prvi dio priče. Drugi dio priče tiče se nove vrste papira kojeg autori spomenutog rada reklamiraju već u naslovu kao „super-durable“ i „fire-resistant“. U čemu je tajna tog novog papira, kojem su autori – valjda radi očuvanja tradicije – nadjenuli ime starog kineskog papira.
To kažem zato jer nova vrsta papira ima malo, ako i išta sličnosti s onom starom. Problem s papirom, pa i onim najboljim (xuan) leži u celulozi, u celuloznom vlaknu koje je sklono propadanju, bilo djelovanjem kemijskih bilo bioloških činitelja (bakterije, plijesni). Svega toga u novom kineskom papiru nema, jer u njemu se ne nalaze vlakna celuloze nego vlakna hidroksiapatita.
Kad sam prvi put to pročitao, nemalo sam se začudio. Apatit, Ca5(PO4)3(OH,Cl,F), je naime mineral. Gustoća mu je 3,1-3,2 g/cm3, a tvrdoća 5 po Mohsovoj skali, što znači da je tvrđi od kalcita (3) i fluorita (4), no još uvijek je dovoljno mekan da se može zagrepsti nožem. To je ono što je učinila priroda. No, umijeće kemičara ide dalje od umijeća prirode, pa su oni uspjeli prirediti hidroksiapatit, Ca5(PO4)3(OH), u obliku vlakana. Štoviše, umjetno dobivena vlakna hidroksiapatita debela su samo 10 nm, dok im duljina doseže nekoliko stotina mikrometara, dakle gotovo milimetar.
Hidroksiapatitnim vlaknima još samo treba dodati keljivo, ali anorgansko, i nešto vlakana od kremenog stakla – i novi je papir gotov!
Zbog toga što ne sadrži organski materijal novi xuan nije moguće zapaliti, za razliku od tradicionalnog xuana koji se raspada (karbonizira) na 300 oC. I novom papiru vatra može nauditi, ali samo teoretski. Talište apatita je naime više od 1500 oC, a tu temperaturu ne postiže nijedan požar.
I na kraju, trajnost. Pokusi su pokazali da ni nakon 10.000 godina novi xuan-papir ne bi bitno promijenio svojstva. Tek bi mu se malko smanjila čvrstoća i bjelina (od 92 na 90,7 %), što bi bilo teško okom primijetiti. Zapisi na takvom papiru mogli bi zaista trajati vječno.
Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik časopisa Priroda ta urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je oko 3000 znanstveno-popularnih članaka i 16 znanstveno-popularnih knjiga. Posljednje dvije su „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“ i „Antologija hrvatske popularizacije prirodnih znanosti“.
Datum i vrijeme objave: 15.11.2025 – 06:42 sati
