Druk bez tuszu na papierze wielokrotnego użytku

Druk bez tuszu? To możliwe. Chińsko-amerykański zespół naukowy stworzył papier, który można zadrukowywać za pomocą światła ultrafioletowego. Druk można następnie wymazać w temperaturze 120 stopni Celsjusza i ponownie wykorzystać papier. Może być on ponownie zapisywany ponad 80 razy. Tajemnica papieru zapisywanego światłem tkwi w cienkiej warstwie nanocząstek, która jest pokryty.

Niezwykły papier stworzyli Wenshou Wang i jego koledzy z chińskiego Uniwersytetu Shandong oraz naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside i Lawrence Berkeley National Laboratory.

Największym osiągnięciem naszej pracy jest stworzenie nowej klasy fotoodwracalnego zmieniającego kolory systemu, który pozwala na drukowanie bez udziału tuszu na papierze wielokrotnego użytku o właściwościach i wyglądzie takim samym jak zwykły papier. Nasza praca może przynieść olbrzymie korzyści ekonomiczne i ekologiczne - mówi profesor Yadong Yin z Uniwersytetu Kalifornijskiego.

Obecnie produkcja i utylizacja papieru to olbrzymi problem ekonomiczny oraz środowiskowy. Produkcja papieru to jedno z głównych źródeł zanieczyszczenia środowiska, a papier stanowi do 40% wszystkich odpadów. Recykling papieru też nie jest dla środowiska obojętny, gdyż proces usuwania tuszu zanieczyszcza nasze otoczenie. Dodatkowym problemem jest wycinka drzew. W USA co trzecie drzewo jest przeznaczane na papier i karton.

Naukowcy od dawna pracowali nad papierem zawierającym związki chemiczne zmieniające kolor pod wpływem światła. Dotychczas jednak były to próby nieudane. Takie rozwiązanie było kosztowne, toksyczne, trudno było pokrywać środkami chemicznymi porowaty papier, całość była niestabilna, a usuwanie druku stanowiło poważny problem. Najnowsze badania poprawiają osiągi we wszystkich wymienionych obszarach przybliżając moment, w którym taki papier trafi do codziennego użytku.

Nowe pokrycie dla papieru stworzono z dwóch typów nanocząstek. Jedne z nich to nanocząstki błękitu pruskiego, łatwego w otrzymaniu, nietoksycznego niebieskiego barwnika, który pod wpływem dodatkowych elektronów staje się bezbarwny. Typ drugi to nanocząstki ditlenku tytanu (TiO₂), katalizatora, który przyspiesza reakcje chemiczne pod wpływem światła ultrafioletowego.

Gdy błękit pruski i ditlenek tytanu zostają starannie wymieszane, pokryty nimi papier staje się niebieski. Po wystawieniu na działanie promieni UV dochodzi do wzbudzenia nanocząstek TiO₂, które uwalniają elektrony. Te są absorbowane przez błękit pruski, powodując utratę koloru. Jako, że łatwiej jest czytać niebieski tekst na białym tle niż biały druk na niebieskim tle, promieniami UV traktowane jest tło, a nie tekst, który ma się pojawić. Twórcy nowego papieru mówią, że ich metodę można zastosować do innych barwników o właściwościach podobnych do błękitu pruskiego, dzięki czemu otrzymamy wydruk o innym kolorze.

Wydrukowany tekst ma wysoką rozdzielczość i pozostaje stabilny przez co najmniej 5 dni. Po tym czasie, wskutek utleniania się, błękit pruski stopniowo odzyskuje kolor i cała kartka znowu jest niebieska. Możliwe jest przyspieszenie procesu wymazywania druku poprzez podgrzanie papieru przez 10 minut.

Zadrukowywany światłem papier może konkurować cenowo z papierem tradycyjnym. Materiały użyte do pokrycia są tanie, koszt pokrycia również jest niski, a koszt zadrukowywania papieru jest niższy niż przy użyciu tuszu. Co najważniejsze, nowy papier może być używany więcej niż 80 razy, co znacząco obniża koszty - mówi Yin. Kolejnym celem naszych badań będzie stworzenie drukarki laserowej współpracującej z nowym papierem. Będziemy również pracowali nad rozwiązaniem pozwalającym na druk pełnokolorowy.

błękit pruski ditlenek tytanu druk światło