Ученые создали многоразовую бумагу
По данным Всемирного фонда защиты дикой природы (WWF), ежегодно во всем мире вырабатывается и потребляется более 400 млн. тонн бумаги, и объемы потребления неуклонно растут. В начале 2014 года китайские ученые нашли надежный способ сократить объемы вырубки «зеленых легких» нашей планеты за счет использования многоразовой бумаги, на которой можно печатать не чернилами, а простой водой. Документы на таком носителе хранятся 22 часа, а затем обесцвечиваются. Китайскую бумагу можно использовать до 10 раз подряд.
Недавно группа ученых из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) представила новую версию многоразовой бумаги со способностью сохранять изображения в течение трех суток. Каждый лист такой бумаги можно использовать до 20 раз подряд.
По сути, новый материал представляет собой тонкую пластиковую или стеклянную пластину, покрытую слоем специальных окислительно-восстановительных красителей. На пластину накладывается шаблон с текстом для фотолитографии, и заготовка обрабатывается ультрафиолетовыми лучами. На участках, не прикрытых шаблоном, окислительно-восстановительные красители обесцвечиваются, а на прикрытых участках остается текст.
«Отпечатки, сделанные на многоразовом материале, выглядят очень четкими и сохраняют свое качество до трех дней. Этого вполне достаточно для большинства печатных материалов, к примеру, для ежедневных газет, – рассказывает профессор Ядон Ин (Yadong Yin). – Многоразовая бумага проста и экономична в изготовлении, сам процесс ее производства менее токсичен и дает возможность сэкономить на энергопотреблении».
Чтобы обесцветить напечатанный текст или изображение, необходимо нагреть материал до 115 градусов Цельсия. Во время нагрева свойства красителей восстановятся, и на пластине можно будет печатать снова. Разработчики утверждают, что любое изображение с поверхности материала можно стереть всего за 10 минут.
«Нагрев бумаги до 115 градусов Цельсия – это не проблема, – рассказывает профессор Ядон Ин. – Во время лазерной печати обычная бумага прогревается при закреплении тонера во фьюзере до 200 градусов Цельсия. При этом частицы тонера плавятся и запекаются на поверхности бумаги».
В настоящее время на многоразовой бумаге можно печатать красными, синими или зелеными чернилами. Цвет текстов и изображений в точности соответствует первоначальному цвету пластины до запуска в печать.
Помимо красящих пигментов в состав красителей входят нанокристаллы диоксида титана, которые выполняют функции катализатора, и целлюлоза, выполняющая функции загустителя.
Разработчики планируют увеличить жизненный цикл многоразовой бумаги до 100 повторных сеансов печати и стираний. Также ученые намерены увеличить время сохранения напечатанного текста, что позволит значительно расширить сферы применения новой бумаги.
«Эту проблему помогут решить наночастицы фотокатализатора, которые обладают высоким уровнем восстановления при обработке ультрафиолетовыми лучами, – рассказывает профессор Ядон Ин. – Наша новая технология вполне пригодна для печати цветными чернилами. Также мы рассматриваем возможность повторения процесса не на пластине из пластика или стекла, а на обычной офисной бумаге. Когда мы решим перечисленные задачи, шансы технологии на выход в сферу практического применения значительно увеличатся».
Не стоит путать новую многоразовую бумагу с электронными пассивными перезаписывающими дисплеями. Многоразовая бумага, по своей сути, является перезаписываемым носителем из пластиковой пленки или стекла, который позволяет многократно печатать и сохранять отпечатки до тех пор, пока они не подвергнутся повторному нагреву.
