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可重复使用的打印“纸”


纸的用途广泛,其中之一是写字和打印,人类文明的发展和传播在很大程度上要归功于用作书写材料的纸张。有统计表明,目前9 0 %的商业信息都记录于纸上,而大多数的商业用途印刷品都在使用一次之后即被丢弃。要是有能重复打印的纸张的话,我们对纸、油墨、墨粉乃至木材的消耗就会大大减少,也能减轻造纸导致的环境污染。

美国加州大学河滨分校的科研人员利用化学染料的氧化还原反应原理,在实验室中研制出了这种打印“纸”。这种打印介质含有一个化学染料涂层,染料中含有红绿蓝三原色,三种颜色分别来自商用氧化还原染料亚甲基蓝、中性红和酸性绿。涂层中还包含用作催化剂的二氧化钛纳米晶体和氢纤维素增稠剂,几种成分组合起来,使得这种打印介质具备了高可逆性和可重复使用性。打印的时候,介质上受到紫外线照射的染料涂层会发生光化学漂白反应,没有照射到的地方则形成了打印内容。

这种介质的材基是玻璃或塑料薄片,文字和图案可以在其上反复打印出来并保存数天,想除去它们只需给介质加热即可。在打印阶段,紫外线将染料漂白还原成为无色状态;在擦写阶段,被漂白的染料通过氧化反应可恢复当初的颜色。115℃的环境可以加速反应,使擦写过程在10分钟内就能完成。

这种新颖的打印介质重复使用超过20次之后,其打印的对比度和清晰度依然令人满意。“条件合适的时候,打印出的字迹超过3天依然能保持清晰,这个时间长度对于读报之类的实际应用来说已经足够了。”研发团队的负责人殷亚东介绍说,“除此之外,这种可重复打印‘纸’的制作工艺也很简单,其生产具有低成本、低毒性、低能耗的特点。”

殷亚东还表示:“这种可重复打印‘纸’不需要墨水,因此既经济又环保。它可望成为普通纸的一种很好的替代品,它符合全球日益增长的环保及可持续发展需求。”目前,他的团队正在研发真正能重复打印的纸张。“将纸加热到摄氏115度没有任何问题。在传统打印过程中,为了让增色剂微粒粘合在纸的表面,激光打印机中的温度高达摄氏200度。”

研发团队还在努力提高可重复打印介质的使用寿命,以此降低成本,目标是可重复使用100次。他们还在研究让打印内容保存时间更长的方法,以扩大这种介质的应用范围。“一个可能的方法是研发出新的光催化剂纳米颗粒,使染料涂层在受到紫外线照射时的漂白程度提高。我们也在探索彩色打印的可能性,这个打印、擦写原理与更多种类的商用氧化还原染料相结合,就能生产出可重复打印彩色内容的介质。所有这些努力都有助于提高这项技术的实际应用价值。”目前,这项技术已经获得了临时专利,加州大学河滨分校的技术产业化部门正在寻找合作企业,以使该技术投入商业化生产。

来源:brightsurf.com

 

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