;
Наука 31 мая 2022

Появились световые чернила для бумаги: пишешь ультрафиолетом, стираешь кислородом

Далее

Исследователям удалось создать материал, на котором можно писать с помощью ультрафиолетового излучения. Им можно покрыть бумагу.

По словам авторов, новое покрытие предлагают использовать для бумаги, чтобы сократить количество бумажных отходов. Материал изготовлен из трех нетоксичных компонентов и производится на одной стадии синтеза.

Ядонг Инь и его команда из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) исследовала нанокристаллы титана (TiO2), чтобы создать светочувствительную систему. 

Нанокристаллический TiO2 — это полупроводник: он темнеет при облучении ультрафиолетом (УФ) из-за разделения зарядов и восстановления атомов титана. Потемнение можно убрать, поскольку кислород в воздухе повторно окисляет титан и обращает процесс вспять.

Команда исследователей поставила себе цель — продлить потемнение TiO2 и поддержать изменение цвета. В качестве легирующей примеси они использовали азот, полученный из мочевины, и добавили в кристаллы обычное нетоксичное вещество под названием диэтиленгликоль. Это вещество также сыграло решающую роль в изменении цвета. Исследователи отметили, что оно задерживает TiO2 в потемневшем состоянии.

Команда нанесла кристаллы на стекло или бумагу, они образовывали однородное покрытие, на котором можно было писать с помощью ультрафиолетового излучения. Все, что было необходимо для создания надписи, — это 30 секунд облучения УФ-лучами с длиной волны менее 400 нм. Команда подчеркнула, что нет необходимости использовать сильный источник света. Лампы в диапазоне мощности светодиодов было достаточно для получения высокого уровня контраста на материале.

Авторы исследовали два метода светового письма. Сначала они создавали узоры или печатный текст, освещая бумажную или стеклянную подложку через фотошаблон. Они также производили запись от руки с помощью лазерной ручки. Оба варианта давали высококонтрастный рисунок, который оставался стабильным в течение многих часов. Он исчезал только при нагревании, либо медленно выцветал из-за окисления. Команда отмечает, что продлить срок службы печати можно, покрыв поверхность пленки защитным слоем из нетоксичного полимера, это защитит поверхность от кислорода. 

Главное преимущество новой системы — это возможность повторного использования. Исследование показало, что можно выполнить до 50 циклов записи-стирания без какой-либо заметной потери контраста. Это означает, что технологию можно использовать для задач, где нужны многоразовые поверхности или необходимо несколько раз переписывать информацию, например, транспортные билеты, информационные табло или сенсорные экраны.

Читать далее

Во Вселенной происходит что-то странное: как объяснить нестыковки в постоянной Хаббла

Из реки «всплыл» древний город империи Миттани. Ему больше 3 400 лет

Через 20 лет все будет по-другому: какие навыки понадобятся нашим детям