Химики создали «умную многоразовую бумагу»

Офис без офисной бумаги — одно из обещаний нового цифрового мира — пока лишь так и остается в мечтах офисных работников. Практически все организации до сих пор используют бумагу для печати. Согласно Всемирному фонду защиты дикой природы, ежегодно производится около 400 миллионов тонн бумаги, и эта цифра постоянно растет. А теперь представьте, что мы могли бы повторно и практически без переработки использовать уже бывшую в употреблении офисную бумагу, просто стерев с нее старые чернила? Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде считают, что эта идея действительно стоит своего внимания, и поэтому создали перезаписываемую бумагу, которую можно использовать до 20 раз для печати.

Много лет тому назад монахи использовали для создания своих рукописей и манускриптов пергамент — недубленую сыромятную кожу животных. Если при написании текста человек делал ошибку или же просто хотел переписать текст другим набором слов, то он снимал с пергамента верхний слой, обнажая новый и чистый, и продолжал свою работу. Конечно же, такая техника письма не была идеальной. Нередкими бывали случаи, когда старый текст въедался или продавливался на нижнем слое пергамента и тем самым портил всю картину в целом. В конце концов слои пергамента тоже имели свойство рано или поздно заканчиваться, и поэтому приходилось производить новый.

Но даже такой примитивный способ переработки был более экологически чистым, чем современные методы, при которых мы не просто печатаем на бумаге, которую впоследствии все равно выбрасываем, но еще и производим картриджи с чернилами, после использования которые мы также выбрасываем.

Но метод печати химиков из Калифорнийского университета в Риверсайде предлагает совсем иной подход к повторной печати. Он не только позволяет производить печать текста на уже использованный слой, он предлагает использование уникальных химических свойств коммерческих чернил, известных как окислительно-восстановительная краска. Такая краска наносится на поверхность для печати всего один раз, после чего на печатное поле накладывается специальный шаблон (с текстом) для фотолитографии, и на этот шаблон подается ультрафиолетовый свет. Неприкрытые шаблоном места обесцвечиваются, и на бумаге проявляется текст. Для повторного использования такого листа бумаги его требуется нагреть примерно до 115 градусов Цельсия. Печатная поверхность краски вновь восстановится и позволит печатать на ней снова.

«Даже для такого типа бумаги нагрев до 115 градусов Цельсия не является проблемой. В обычных лазерных принтерах бумага нередко прогревается до 200 градусов, чтобы частицы тонера смогли расплавиться и приклеится к поверхности бумаги», — говорит профессор химии Ядон Ин из университета в Риверсайде.

«Такая многоразовая бумага не требует использования каких-то дополнительных чернил для печати, что делает ее экономически и экологически выгодной на фоне своих конкурентов. Она предлагает очень привлекательную альтернативу обычной бумаге и соответствует всем растущим требованиям в стабильности и охране окружающей среды».

Не стоит путать изобретение Калифорнийского университета в Риверсайде с пассивными электронными перезаписывающими дисплеями, «бумага» калифорнийских ученых по своей сути является перезаписываемым носителем из стекла или пластиковой пленки, которая позволяет производить многократную печать и сохранять изображение несколько дней до тех пор, пока не подвергнется повторному нагреву.

В настоящий момент печать таким методом может быть двухцветной. Основным цветом при этом могут являться красный или синий, а дополнительным — зеленый, так как основными нейтральными цветами окислительно-восстановительного красителя являются красный, метиленовый синий и кислотно-зеленый. Помимо этого, краситель содержит нанокристаллы диоксида титана, выступающие в роли катализатора, а также целлюлозу в качестве загустителя. Со слов ученых, такой набор красителя, катализатора и целлюлозы обеспечивает высокий уровень обратимости и позволяет многократно печатать на одном и том же листе бумаги.

«Напечатанные таким методом буквы получаются очень четкими и сохраняют это качество более трех дней — вполне достаточно для обычных печатных материалов вроде ежедневных газет», — говорит профессор Ин.

«Кроме того, многоразовую бумагу достаточно просто и дешево изготавливать, сам процесс изготовки менее токсичен и позволяет неплохо сэкономить на энергопотреблении».

Сконцентрировавшись в настоящий момент на возможности использования данного метода с обычной бумагой (то есть той, которая производится из дерева), ученые из лаборатории Калифорнийского университета в Риверсайде также стараются увеличить количество циклов печати и как результат — сделать производство такой бумаги еще дешевле и привлекательнее для коммерческой сферы. Текущая цель проекта — увеличение до 100 циклов повторной печати. Помимо этого, команда исследует способы увеличения времени сохранения напечатанного текста, что могло бы серьезно расширить сферы применения такой технологии.

«Одним из вариантов решения этой задачи является разработка и применение наночастиц фотокатализатора, обладающих высоким уровнем восстановления при облучении ультрафиолетовым светом», — продолжает профессор Ин.

«Мы также исследуем возможность цветной печати. Основная база этой технологии вполне пригодна для возможности печати различными цветами. Достижение всех этих поставленных задач увеличит шансы технологии на выход в сферу практического использования».

 

 

http://hi-news.ru/