Исследователи разработали химический процесс, который позволяет печатать цветные изображения на бумаге с особым покрытием, стирать их и затем на той же бумаге печатать другое изображение.
Исследователями из университетов Райса (Rice university, США), Ёнсе (Yonsei university, Ю. Корея) и Корё (Korea university, Ю. Корея) разработан химический процесс, который позволяет печатать цветные изображения на бумаге с особым покрытием и затем стирать их, чтобы на той же бумаге напечатать другое изображение.
Исследователи описывают полученную методику в статье, которая опубликована в выпуске журнала Advanced Materials от 4 августа. На обложке выпуска представлена иллюстрация разработанного процесса печати.
Три изображения, которые были последовательно напечатаны на одном листе бумаги с разработанным покрытием. Каждое изображение было удалено химическим путем, чтобы можно было напечатать новое.
Приведенные выше изображения были последовательно напечатаны на одном листе бумаги, покрытом сополимерами, с применением персульфата аммония и этанола. Для нейтрализации растворителей и очистки бумаги для новой печати применялся бромистый водород.
В разработанной методике используются структурные красители, которые имеют иные свойства, чем чернила, используемые для стандартной печати. Стандартные красители поглощают все цвета спектра, за исключением цвета, который глаз и распознает как цвет данного красителя, например красного или синего, и яркость цвета постепенно тускнеет с деградацией красителя. Цвет структурных красителей определяется селективным отражением излучения определенного цвета. Такие красители изготовляются из одномерных цепочек слоистых полимеров, называемых блоковые сополимеры (англ. block copolymers).
«Сополимеры мягкие, хорошо растягиваются и деформируются», - описал открытие Нед Томас, профессор материаловедения, наноинженерии, химических и биомолекулярных технологий университета Райса. - «Вы можете заставить их набухнуть или сжать их, изменить их форму и размеры, которые влияют на отражаемый цвет».
Проф. Томас рассказал, что один из его бывших аспирантов в Массачусетском технологическом институте (MIT) Чеолмин Парк (Cheolmin Park), который теперь является профессором Университета Ёнсе, захотел сотрудничать с ним в разработке печатных и перезаписываемых структурных красителей на базе сополимеров.
Исследователи открыли, что можно использовать только одни бесцветные чернила на основе водного раствора персульфата аммония (APS) для контроля того, в каких точках цепи сополимеры сшиваются, что влияет на их последующую толщину и, следовательно, на цвет, который отражается. APS останавливает набухание сополимеров, в результате чего образуется тонкий слой, который отражает синий цвет. Этанол можно использовать для сгущения сополимеров, в результате чего отражается красный цвет. Применяя различные количества этанола и APS к бумаге, покрытой сополимерами, исследователи смогли контролировать набухание и усадку молекул и генерировать цвета и структуры, необходимые для создания изображения. Применение большого количества APS приводит к прекращению набухания, что привело к созданию черных изображений, поскольку отражения излучения не было.
Исследователи также обнаружили, что применение бромистого водорода к бумаге с изображением устраняет или стирает APS, что «перезагружает» систему, и бумага может быть использована снова. В эксперименте изображение печаталось на бумаге и стиралось более 50 раз, с разрешением, равным разрешению коммерческого офисного струйного принтера.
Проф. Томас также указал, что для того, чтобы эта технология была коммерчески применима, потребуется ее доработка. Поскольку этанол легко испаряется, рисунок со временем исчезает, поэтому исследователи ищут вещество, которое является менее летучим и будет поддерживать цвет длительный срок. Им также необходимо найти альтернативу бромистому водороду, который токсичен и не является экологически чистым.
Томас считает, что эта техника печати может быть рентабельной, потому что для нее нужен только один тип чернил - APS - и модифицированный струйный принтер, использующий бумагу, покрытую сополимерами, которая может, по его выражению, стоить «пенни за лист». «Она (методика печати) может быть действительно полезной, даже если вы захотите переконфигурировать, перекрасить и изменить изображение на вывесках или одежде» - сказал он.
Исследование было профинансировано Центром финансирования исследований Samsung корпорации Samsung Electronics и Уильямом и Стефани Сик из университета Райса.
Источник: http://news.rice.edu/2017/08/01/technique-enables-printable-and-rewritable-color-images-2/