Изобретение бумаги внесло большой вклад в развитие цивилизации. В современном мире ее производство и использование также ведет к проблемам, поскольку наносит значительный ущерб окружающей среде. Для уменьшения объемов производства и потребления бумаги необходимо разработать альтернативный перезаписываемый носитель, который можно использовать несколько раз. Сообщается о разработке перезаписываемой бумаги на основе цветных коммерческих красителей с использованием фотокаталитических реакций в присутствии оксида титана.
Химики из Университета Калифорнии, США, разработали новый материал, который, по существу, является перезаписываемой бумагой. Он использует изменения цвета окислительно-восстановительных добавок, встроенных в изобразительный слой перезаписываемой бумаги.
Перезаписываемая бумага.
Полученная бумага не требует дополнительных красителей, печать на ней осуществляется с помощью ультрафиолетового света, который обесцвечивает слой краски, кроме областей, образующих текст или графику. Напечатанный текст стирается при нагревании бумаги до 115 0С, это занимает около десяти минут и ранее обесцвеченные области возвращаются к первоначальному цвету. Такая бумага выдерживает больше 20 циклов перезаписи без существенной потери в контрасте и разрешении. Четкость отпечатков сохраняется в течение нескольких дней, достаточно долго для практических приложений, таких как чтение газет. Такая перезаписываемая бумага представляет собой отличную альтернативу обычной при растущих мировых потребностях и сопутствующих им проблемах защиты окружающей среды.
Печать на перезаписываемой бумаге после 10 циклов запись-стирание.
Команда объясняет, что их бумага поставляется в трех цветах: синий, красный и зеленый, с использованием коммерчески доступных окислительно-восстановительных красителей. В состав бумаги также внедрены нанокристаллы диоксида титана в качестве фотокатализатора и загуститель. На этапе записи, ультрафиолетовый свет доводит краситель до бесцветного состояния. Во время фазы стирания, повторное окисление восстановленного красителя воссоздает первоначальный цвет.
Перезаписываемая бумага проста в изготовлении, имеет низкую стоимость производства, низкую токсичность и потребляет мало энергии. Сейчас команда работает над приданием перезаписываемой бумаге, представляющей сейчас пленку, привычного “бумажного” вида. Также необходимо увеличить количество циклов перезаписи бумаги, которое она может выдержать, минимум до 100. Кроме этого, они хотят сделать многоцветную печать и напечатанное должно сохраняться дольше, чем несколько дней, для расширения возможностей применения.
Источник: Photocatalytic colour switching of redox dyes for ink-free light-printable rewritable paper// W.Wang, N.Xie, L.He, Y.Yin - Nature Communications. 5, Article number: 5459.