南工大團隊研制的可重復使用紙墨組合,刷新現有印刷模式的同時(shí)降低了成本
采用清水就可以重復書(shū)寫(xiě),這不僅保護了環(huán)境,還降低了成本。
近日,《自然·通訊》雜志上公布了一項研究成果:南京工業(yè)大學(xué)黃維及其研究團隊研制的一套可重復打印、持久保持且可消除的紙張和墨水。
紙張是生活中必不可少的物件。我們都知道,紙張源自于木材,因此紙張的需求越大,對樹(shù)木的需求也越大,從而對環(huán)境的破壞力也越大。如我國就是紙張生產(chǎn)大國,其紙張產(chǎn)量位居世界第3位。顯然,由于環(huán)境保護(包括森林保護、減少污染、節約能源和資源)等問(wèn)題日益嚴峻,應運而生的可擦寫(xiě)紙在學(xué)術(shù)研究和市場(chǎng)上也廣泛流行開(kāi)來(lái)。
然而,由于缺乏有效的方法,目前很難在可擦寫(xiě)紙上實(shí)現多色和噴墨打印,并維持圖像的持續時(shí)間,所以其實(shí)際應用一直受到限制。而黃維所帶領(lǐng)的團隊研制出的這套紙墨組合不僅具有環(huán)保效益,而且具有成本效益。
談及紙張的制作原理,黃維表示,他們采用了具有可逆性的動(dòng)態(tài)金屬,利用它們之間的相互作用機制來(lái)實(shí)現可擦寫(xiě),因此也打破了現有的技術(shù)限制。
首先,他們在濾紙上涂覆含有三聯(lián)吡啶配體的聚合物薄膜以形成最初的紙,隨后他們用不同的金屬鹽水溶液(MSAS)作為墨水來(lái)“進(jìn)行書(shū)寫(xiě)”。這樣的“墨水”可與配體配位(本質(zhì)上以化學(xué)鍵形式結合在一起),我們可以根據需求使其形成所需要的彩色圖像。
最后,按需要生成的彩色圖像可以保留6個(gè)月以上,期間想要擦除它,我們只需要使用四丁基氟化銨(TBAF)破壞“圖像”中已經(jīng)形成的化學(xué)鍵即可。
整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單方便,但研究人員不滿(mǎn)足于此,他們希望找到一種更加經(jīng)濟的印刷方法
通過(guò)研究,他們發(fā)現通過(guò)將水響應型發(fā)光鋅絡(luò )合物引入成像層中,可以制造出另一種以水為墨水的可重復使用紙張。此處,因為水是綠色資源,并且對環(huán)境沒(méi)有任何損害,故而其更加經(jīng)濟環(huán)保。
值得指出的是,上述的紙張最多只能復寫(xiě)8次,之后顏色便會(huì )消退。對此,研究人員卻很樂(lè )觀(guān):“這種損失成本策略恰好利于催生具有商業(yè)可行性的復寫(xiě)紙。”
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