Химики изготовили "бумагу" для многоразовой печати
Бумага использовалась человеком на протяжении тысячелетий для передачи больших объёмов информации. До сих пор современные офисы ежедневно распечатывают отчёты, документы и сметы на струйных принтерах, для работы которых постоянно закупаются дорогостоящие картриджи и пачки бумаги.
Мало кто задумывается о том, что происходит с документами и картриджами после того, как их бросили в мусорное ведро. Ради того чтобы директор предприятия несколько минут подержал в руках годовой финансовый отчёт, а потом сбросил его в урну, вырубаются леса, функционируют заводы, загрязняющие воздух, и это не говоря о стоимости материалов, которые уходят на обеспечение работы принтеров всего мира.
Осознав проблему, учёные решили оптимизировать процесс печати и разработали несколько впечатляющих технологий. В январе 2014 года мы рассказывали о китайских изобретателях, которые создали принтер, печатающий обычной водой на необычной бумаге.
Теперь химики из университета Калифорнии в Риверсайде придумали материал многоразового использования. Новая бумага по сути представляет собой стеклянную или пластиковую пластину.
Технология основана на свойствах окислительно-восстановительных красителей, представленных ныне в свободной продаже. Краситель формирует слой изображения на бумаге. Ультрафиолетовое излучение, которым принтер подсвечивает такую "бумагу", оставляет только буквы и другие символы, на остальной поверхности краситель обесцвечивается.
Текст или картинка на таком носителе сохраняется в течение нескольких дней, после чего напечатанная информация может быть стёрта посредством простого нагревания бумаги.
Как показали лабораторные испытания разработки, новая бумага может быть использована для печати более 20 раз без существенной потери контраста и разрешения.
"Бумага многоразового использования не требует использования картриджей и чернил для печати, что делает технологию экономически и экологически жизнеспособной. Наша разработка представляет собой прекрасную альтернативу обычной бумаге для принтера, поскольку способна удовлетворить растущий спрос пользователей и не навредить окружающей среде", — говорит ведущий автор исследования Ядун Инь (Yadong Yin), чья статья в соавторстве с коллегами была опубликована в журнале Nature Communications.
Бумага на данный момент испытана в трёх основных цветах: метиленовый синий, нейтральный красный и кислотно-зелёный. В состав красителей входят нанокристаллы титана, а также загуститель на основе гидроксиэтилцеллюлозы. Оптимальное сочетание красителей, катализаторов и загустителя в плёнке и отвечает за свойство многоразового использования бумаги-пластины.
Во время печати ультрафиолетовый свет "выжигает" пигмент на бумаге, делая её полностью прозрачной, за исключением букв и символов, которые по-прежнему остаются синего, красного или зелёного цвета, в зависимости от того, какой была пластина перед запуском в печать.
Стирание подразумевает повторное окисление восстановленного красителя, в результате чего проявляется первоначальный цвет "листа". Ускорить реакцию можно, нагрев пластины до 115 градусов по Цельсию — при такой температуре бумага вернёт первоначальный цвет всего за 10 минут.
"Напечатанный текст останется чётким и разборчивым на протяжении трёх дней, если не подвергать пластину воздействию высоких температур и намеренно не стирать текст", — рассказывает Инь в пресс-релизе.
По словам разработчиков технологии, основное её преимущество заключается в том, что производство имеет низкую стоимость, токсичность и крайне умеренно потребляет энергию.
В настоящее время Инь и его коллеги работают над модификацией технологии. Они планируют повторить процесс не на пластине из стекла или полимера, а на привычной бумаге. Также в скором времени учёные обещали увеличить потенциально количество циклов использования многоразовой "бумаги".