Химики сделали многоразовую бумагу для струйных принтеров

Yun Ma et al./ Nature Communications, 2018

Китайские химики создали бумагу, на которой текст и цветные изображения можно стирать и печатать несколько раз, причем с помощью обычного струйного принтера. Свои свойства бумага не теряет даже после девяти циклов стирания-печати, пишут ученые в Nature Communications.

Большая часть информации, которую сейчас печатают на бумаге, через довольно короткое время становится неактуальной. Чтобы не было необходимости после этого выкидывать или сжигать старую бумагу и производить новую, ученые предлагают использовать вместо обычной бумаги многоразовую. На ней напечатанный текст или изображения должны храниться достаточно долгое время не стираясь, но после того, как информация перестанет быть нужной, ее можно стереть и напечатать что-то другое. Методы получения специальных покрытий для бумаги, которые дают возможность перезаписи текста уже неоднократно предлагались, однако все существующие на данный момент подходы либо требуют слишком необычных красителей со сложной структурой (1, 2), либо ограничены по цвету печати.

Группа китайских химиков под руководством Вэя Хуана (Wei Huang) из Нанкинского университета телекоммуникаций и средств связи разработала способ получения бумаги с возможностью перезаписи информации, печатать на которой можно с помощью обычных принтеров и чернил на водной основе. Такую бумагу можно получить, нанеся на обычную бумагу три дополнительных слоя, один из которых содержит органические ароматические лиганды из класса терпиридинов, которые могут образовывать устойчивые окрашенные комплексы с ионами различных металлов, в частности железа, меди и цинка.

В своей работе химики предложили методы как цветной, так и монохромной печати с использованием чернил на водной основе. В первом случае бумага пропитывается раствором лиганда, на которую затем с помощью принтера наносятся растворы солей различных металлов. В зависимости от иона металла (это могут быть кобальт, цинк, железо(II), железо(III), медь или никель) образуется комплекс того или иного цвета. Эти соединения довольно устойчивы (ученые наблюдали за напечатанными изображениями в течение полугода), но при обработке бумаги фторидом тетрабутиламмония связь между лигандом и ионом металла разрушается и изображение пропадает. 

Для демонстрации возможности использования такой бумаги авторы работы провели девять циклов перезаписи изображения, последовательно обрабатывая поверхность бумаги растворами, содержащими фторид-ионы для стирания или соли железа(II) — для записи.

Другим предложенным вариантом печати изображения была монохромная печать с использованием в качестве чернил чистой воды. В этом случае бумага пропитывалась не отдельными лигандами, а уже комплексами цинка, содержащими лиганды похожей структуры. После этого печатать на такой бумаге можно просто водой. При взаимодействии с водой комплекс разрушается и появляется окрашенная надпись, которая тоже устойчива к внешним воздействиям. Стирать такую надпись, в отличие от первого случая, нужно не химическим путем, а с помощью нагревания до 65 градусов Цельсия.

Помимо обычных изображений с помощью предложенного метода можно получать и «секретные» изображения, которые становятся видны только при облучении бумаги ультрафиолетом. Для этого используется третий тип лиганда, который обладает сходной структурой, но пик излучения поглощения смещен в ультрафиолетовую область.

Ученые отмечают, что поскольку получать такую бумагу довольно просто, а для печати нужны обычные струйные принтеры и водные растворы солей металлов, то предложенная методика может уже в ближайшее время быть использована для создания перезаписываемой бумаги.

Стоит отметить, что для создания невидимых чернил не всегда достаточно просто использовать вещества, которое видно только под ультрафиолетовой лампой. Чтобы не любой посторонний человек мог прочитать сообщение, для более надежной защиты ученые предлагают использовать чернила с двойной активацией.

Александр Дубов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.