Loading

Бумага, на которой можно печатать светом и удалять теплом

Создано 07.02.2017 10:33
Автор: Natali

Бумага, на которой можно печатать светом и стирать теплом. Facepla.net последние новости экологии

В целях борьбы с вредным воздействием струйной печати на окружающую среду исследователи изобрели новый тип «бумаги», на которую можно нанести печать при помощи света, использовать до 80 раз и стереть все напечатанное, нагрев ее до 120 °C.

Их изобретение использует наночастицы, изменяющей цвет химии, которая может быть применена в виде тонкого покрытия на различных поверхностях - в том числе и на обычной бумаге.

Исследователи из Университета Шаньдун в Китае, Калифорнийского университета в Риверсайде и Национальной лаборатории Лоренса Беркли недавно опубликовали исследование с подробным описанием изобретения бумаги, на которой можно печатать светом и использовать множество раз.

Бумага, на которой можно печатать светом и стирать теплом

«Главное значение нашей работы является разработка нового класса твердотельной фото-обратимой системы цветового переключения для получения бумаги, подходящей для многоразовой переработки, которая имеет такой же внешний вид и покрытие, как и обычная бумага, но на ней можно будет напечатать, стереть и напечатать снова без использования чернил», объясняет Ядонг Инь (Yadong Yin), профессор химии в Калифорнийского университета. «Наша работа, как мы полагаем, имеет огромное экономическое и экологическое преимущество в современном обществе».

В настоящее время производство бумаги и ее утилизация оказывают негативное воздействие на окружающую среду: создание новой бумаги является ведущим источником промышленного загрязнения, а выброшенная ненужная бумага является основным компонентом (около 40%) свалок, и даже переработка бумаги способствует загрязнению вследствие процесса удаления чернил. Существует также проблема вырубки леса: только в США для производства бумаги и картона используется около одной трети всех заготовленных деревьев.

Бумага, на которой можно печатать светом и стирать теплом

Работая над решением этих проблем, исследователи изучили различные альтернативы для использования ненужной бумаги. Один из вариантов состоит в том, чтобы воспользоваться способностью цветовой коммутации некоторых химических веществ при воздействии со светом, хотя в прошлом этот подход сталкивался с проблемами с точки зрения стабильности, ограниченной обратимости, высокой стоимостью, токсичностью, а также с трудностями при нанесении покрытия на обычную пористую бумагу.

Разработанная в исследовании бумага, на которой можно печатать при помощи света, не допускает указанные проблемы, в результате чего эта технология становится ближе к приложениям, включающие в себя любой носитель на котором можно напечатать необходимую информацию для короткого промежутка времени.

Бумага, на которой можно печатать светом и стирать теплом

«Мы считаем, что перезаписываемая бумага имеет много практических применений, связанных с временными записью и чтением информации, как например, газеты, журналы, плакаты, блокноты, данные о сроке годности продукта, датчики с кислородом и перезаписываемые этикетки для различных областей применения», сказал Инь.

Новое покрытие состоит из двух типов наночастиц: первые изготовлены из берлинской лазури, недорогого, нетоксичного синего пигмента, который обесцвечивается при получении электронов; для вторых использовался диоксид титана (TiO 2), фотокаталитический материал, который ускоряет химические реакции, при воздействии УФ-света.

Бумага, на которой можно печатать светом и стирать теплом

Когда наночастицы из берлинской лазури и наночастицы TiO2 равномерно смешивают и наносят на бумагу, она приобретает сплошной синий цвет. Для печати текста или изображений, бумага подвергается воздействию УФ-излучения, которое «пробуждает» наночастицы TiO2. Эти наночастицы затем отпускают электроны, которые подхватываются соседними наночастицами из берлинской лазури, которые затем меняют цвет из синего до бесцветного.

Бумага, на которой можно печатать светом и стирать теплом

Так как намного легче читать голубой текст на бесцветной фоне, чем бесцветный текст на синем фоне, то именно фон, а не текст, который, как правило, который печатается с помощью света, становится бесцветным (хотя бумага также может быть «фотообратимой», чтобы показать бесцветный текст на синем фоне).

Различные цвета, кроме синего, также могут быть получены путем использования сочетания различных цветных аналогов берлинской лазури.

После печати бумага сохраняет текст в течение, по крайней мере, пяти дней с высоким (5 мкм) разрешением, а затем текст медленно исчезает обратно до сплошного синего цвета путем окисления в условиях окружающей среды. Чтобы «очистить» бумагу быстрее, ее можно нагреть до 120 °C и продержать в такой температуре в течение примерно 10 минут, и она снова станет синей.

Бумага, на которой можно печатать светом и стирать теплом

Исследователи предсказывают, что исследуемый процесс печати будет весьма недорогим, особенно в промышленных масштабах.

«Бумага для печати светом действительно экономически конкурентоспособна по сравнению с обычной бумагой," сказал Инь.

«Материалы для покрытия недорогие, а стоимость производства, как ожидается, будет низкой, поскольку покрытие может быть нанесено на поверхность обычной бумаги простыми способами, такими как намокание или распыление. Процесс печати также является более экономически эффективным, чем стандартный, как чернила просто не нужны. Самое главное, что светопечатная бумага может быть повторно использована более чем 80 раз, что значительно снижает общую стоимость».

Следующая часть исследований ученых сосредоточена на обеспечении практического применения разработанной технологии.

«Нашим следующим шагом является создание лазерного принтера для быстрой печати на этой перезаписываемой светопечатной бумагой», поделился ученый. «Мы также будем искать эффективные методы для реализации полноцветной печати».

Facepla.net по материалам: Nano Letters

Author: Natali

Комментарии: