(Phys.org) —En un esfuerzo por frenar los impactos ambientales adversos de la producción de papel, Los investigadores de un nuevo estudio han desarrollado un papel imprimible con luz:papel que se puede imprimir con luz ultravioleta, borrado por calentamiento a 120 ° C (250 ° F), y reescrito más de 80 veces. El secreto para imprimir con luz radica en la química de cambio de color de las nanopartículas, una fina capa que se puede aplicar fácilmente al papel convencional para transformarlo en la versión imprimible con luz.

Los investigadores, Wenshou Wang y coautores de la Universidad de Shandong en China; la Universidad de California, Orilla; y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, han publicado un artículo sobre el papel reescribible imprimible con luz en un número reciente de Nano letras .

"El mayor significado de nuestro trabajo es el desarrollo de una nueva clase de sistema de cambio de color fotoreversible de estado sólido para producir un papel reescribible imprimible con luz sin tinta que tiene la misma sensación y apariencia que el papel convencional, pero se puede imprimir y borrar repetidamente sin necesidad de tinta adicional, "Yadong Yin, Profesor de Química en la Universidad de California, Orilla, dicho Phys.org . "Se cree que nuestro trabajo tiene enormes méritos económicos y ambientales para la sociedad moderna".

En la actualidad, La producción y eliminación de papel tienen un gran impacto negativo en el medio ambiente:la producción de papel es una de las principales fuentes de contaminación industrial. el papel desechado es un componente importante (aproximadamente el 40%) de los vertederos, e incluso el reciclaje de papel contribuye a la contaminación debido al proceso de eliminación de tinta. También está el tema de la deforestación:en EE. UU., aproximadamente un tercio de todos los árboles talados se utilizan para la producción de papel y cartón.

Trabajando para abordar estos problemas, Los investigadores han estado investigando alternativas al papel desechable. Una posibilidad es aprovechar la capacidad de cambio de color de ciertos productos químicos cuando se exponen a la luz. aunque en el pasado este enfoque ha enfrentado desafíos en términos de estabilidad, reversibilidad limitada, Alto costo, toxicidad, y dificultad para aplicar el revestimiento a papel poroso ordinario.

El papel imprimible con luz desarrollado en el nuevo estudio mejora en todas estas áreas, acercando la tecnología a las aplicaciones, que podría incluir cualquier medio en el que se imprima información y se necesite por poco tiempo.

"Creemos que el papel regrabable tiene muchas aplicaciones prácticas que implican la grabación y lectura de información temporal, como los periódicos, revistas carteles, blocs de notas caballetes de escritura, indicadores de vida del producto, sensores de oxígeno, y etiquetas regrabables para diversas aplicaciones, "Dijo Yin.

El nuevo recubrimiento consta de dos tipos de nanopartículas:las de azul de Prusia, que es un económico común, pigmento azul no tóxico que se vuelve incoloro cuando gana electrones; y dióxido de titanio (TiO ₂ ), un material fotocatalítico que acelera las reacciones químicas tras la exposición a la luz ultravioleta.

Cuando el azul de Prusia y el TiO ₂ las nanopartículas se mezclan uniformemente y se recubren sobre papel, el papel normal sin imprimir aparece de color azul sólido. Para imprimir texto o imágenes, el papel está expuesto a la luz ultravioleta, que fotoexcita el TiO ₂ nanopartículas. Estas nanopartículas luego liberan electrones que son recogidos por las nanopartículas adyacentes de azul de Prusia, que cambian de azul a incoloro.

Dado que es más fácil leer texto azul sobre un fondo incoloro que texto incoloro sobre un fondo azul, es el fondo en lugar del texto que normalmente se imprime con luz, volviéndose incoloro (aunque el papel también se puede "imprimir al revés" para mostrar texto incoloro sobre un fondo azul). También se pueden lograr diferentes colores además del azul utilizando análogos del azul de Prusia de varios colores.

Una vez impresa, el papel conserva su configuración durante al menos cinco días con una resolución alta (5 µm), y luego se desvanece lentamente de nuevo a azul sólido a través de la oxidación en condiciones ambientales. Para borrar el papel más rápidamente, el papel se puede calentar durante unos 10 minutos para devolverlo a su estado azul sólido.

Los investigadores predicen que el papel imprimible con luz será económico cuando se produzca a escala comercial.

"El papel imprimible con luz es realmente competitivo en costos con el papel convencional, ", Dijo Yin." Los materiales de revestimiento son económicos, y también se espera que el coste de producción sea bajo ya que el revestimiento se puede aplicar a la superficie del papel convencional mediante procesos sencillos como remojo o pulverización. El proceso de impresión también es más rentable que el convencional, ya que no se necesitan tintas. Más importante, el papel imprimible con luz se puede reutilizar más de 80 veces, lo que reduce significativamente el costo total ".

Los planes futuros se centran en acercar la tecnología al uso práctico.

"Nuestro próximo paso inmediato es construir una impresora láser que funcione con este papel regrabable para permitir una impresión rápida, Yin dijo. "También buscaremos métodos efectivos para realizar la impresión a todo color".

© 2017 Phys.org