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殷亚东:打印不再用油墨,光打印绿色时代来临!
殷亚东:打印不再用油墨,光打印绿色时代来临!
2017/2/9 23:25:46 | 浏览:3086 | 评论:0

殷亚东:打印不再用油墨,光打印绿色时代来临!

纸生产是工业污染的主要来源之一,

垃圾填埋场约40%的物质是废弃纸,

就连去除油墨回收纸张的过程也会导致污染……

还有森林砍伐的问题……

殷亚东:打印不再用油墨,光打印绿色时代来临!

  近日,研究人员开发出一种用紫外线可以打印的纸张,纸张被加热到120℃(250℉)便可将字迹擦除,可重复打印80次以上。这项研究由山东大学、加州大学河滨分校和劳伦斯伯克利国家实验室共同研发,论文已发表于最近一期的《纳米快报》。

研发意义

  “我们研发最重要的意义在于,开发一个新类固态逆光色彩转换系统,达到与常规纸张的外观和效果相同,但不用油墨而是用光打印并可重复利用的纸张,能反复打印和任意擦除而不需要额外的消耗。”加州大学河滨分校化学教授殷亚东表示,“相信这项研究对现代社会具有很大的经济和环境价值。”

  为了努力遏制纸生产对环境造成的不良影响,研究人员一直在钻研如何替代一次性纸。一种可能性是利用某些化学物质暴露在光下的色彩转换能力。尽管这种方法曾面临很多挑战:稳定性、可逆性有限、成本高、毒性,以及在普通纸张应用涂层的困难等,但这项新研究在这些领域都取得了突破,而且使技术更接近应用,其中包括在任何媒介的信息打印,且只需很短的时间。

  可重复利用的纸有许多实际应用,比如临时信息记录和阅读,如报纸、杂志、海报、记事本、写画架、产品寿命指标、氧传感器,以及为各种应用程序可重写光盘标签等。 

科学奥秘

  两大亮点:光打印,重复利用。其奥秘何在?

  一种可变色的纳米粒子化学物质。只要涂上薄薄的一层,就可轻易将传统纸张转变为可用紫外线光来打印且可重复利用的纸张。

  这种新涂层由两种纳米粒子组成:一种是普鲁士蓝,常见且物美价廉的无毒蓝色颜料,在获得电子时变为无色;另一种则是二氧化钛(TiO2),在紫外线照射下会加速化学反应的光催化材料。


殷亚东:打印不再用油墨,光打印绿色时代来临!

   当普鲁士蓝和二氧化钛纳米颗粒均匀混合,将涂层涂在纸张上时,纸张将呈现出蓝色。需要打印文本或图像时,紫外线光将激活二氧化钛,被激活的二氧化钛释放出的电子则会被普鲁士蓝粒子吸收,使蓝色变为无色。

  由于在无色背景上看蓝色文字比在蓝色背景上看无色文字更容易,因此用光打印、变为无色的是背景,而不是文本(当然也可以调换打印)。除蓝色外,可以使用类似于普鲁士蓝的其它各种颜色。 

  打印之后,内容状态将维持高分辨率至少5天,然后通过氧化逐渐变回到蓝色。若想更快速清除纸张内容,将纸张加热10分钟即可。

优势及前景

  研究人员预测,当光打印纸张以商业规模生产时,将会更加物美价廉。

  “在成本上,光打印纸张比传统纸张确实具有竞争力。涂料价格便宜,生产成本也会低,可以通过简单的过程,如浸泡或喷洒,将涂料应用到传统纸张的表面;印刷不需要墨水,也比传统方式更划算;最重要的是,光打印纸的重复利用率可超过80倍,大大降低了总体成本。”

  研究人员称,未来计划将专注于使技术更接近实际使用。“下一步我们即将构建一个激光打印机,来实现这种可重复利用纸张的快速印刷。此外,我们还将研究实现全彩印刷的有效方法。

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