(Phys.org)—Nel tentativo di arginare gli impatti ambientali negativi della produzione di carta, i ricercatori in un nuovo studio hanno sviluppato una carta stampabile con luce, carta che può essere stampata con luce UV, cancellato riscaldando a 120 °C (250 °F), e riscritto più di 80 volte. Il segreto per stampare con la luce risiede nella chimica che cambia colore delle nanoparticelle, un sottile rivestimento che può essere facilmente applicato alla carta convenzionale per trasformarla nella versione stampabile leggera.

I ricercatori, Wenshou Wang e coautori della Shandong University in Cina; l'Università della California, riva del fiume; e Lawrence Berkeley National Laboratory, hanno pubblicato un articolo sulla carta riscrivibile a stampa leggera in un recente numero di Nano lettere .

"Il più grande significato del nostro lavoro è lo sviluppo di una nuova classe di sistema di cambio colore fotoreversibile allo stato solido per produrre una carta riscrivibile stampabile con luce priva di inchiostro che abbia la stessa sensazione e aspetto della carta convenzionale, ma può essere stampato e cancellato ripetutamente senza la necessità di inchiostro aggiuntivo, "Yadong Yin, Professore di chimica all'Università della California, lungo il fiume, detto Phys.org . "Si ritiene che il nostro lavoro abbia enormi meriti economici e ambientali per la società moderna".

Attualmente, la produzione e lo smaltimento della carta hanno un forte impatto negativo sull'ambiente:la produzione di carta è una delle principali fonti di inquinamento industriale, la carta scartata è una componente importante (circa il 40%) delle discariche, e anche il riciclaggio della carta contribuisce all'inquinamento dovuto al processo di rimozione dell'inchiostro. C'è anche il problema della deforestazione:negli Stati Uniti, circa un terzo di tutti gli alberi raccolti viene utilizzato per la produzione di carta e cartone.

Lavorando per affrontare questi problemi, i ricercatori hanno studiato alternative alla carta usa e getta. Una possibilità è sfruttare la capacità di cambiare colore di alcune sostanze chimiche quando esposte alla luce, sebbene in passato questo approccio abbia dovuto affrontare sfide in termini di stabilità, reversibilità limitata, costo alto, tossicità, e difficoltà nell'applicare il rivestimento su carta porosa ordinaria.

La carta stampabile leggera sviluppata nel nuovo studio migliora in tutte queste aree, avvicinare la tecnologia alle applicazioni, che potrebbe includere qualsiasi supporto su cui le informazioni vengono stampate e necessarie solo per un breve periodo.

"Riteniamo che la carta riscrivibile abbia molte applicazioni pratiche che comportano la registrazione e la lettura temporanee di informazioni, come giornali, riviste, manifesti, taccuini, cavalletti per scrivere, indicatori di vita del prodotto, sensori di ossigeno, ed etichette riscrivibili per varie applicazioni, "Ha detto Yin.

Il nuovo rivestimento è costituito da due tipi di nanoparticelle:quelle fatte di blu di Prussia, che è un comune poco costoso, pigmento blu non tossico che diventa incolore quando acquista elettroni; e biossido di titanio (TiO ₂ ), un materiale fotocatalitico che accelera le reazioni chimiche all'esposizione ai raggi UV.

Quando il blu di Prussia e il TiO ₂ le nanoparticelle sono uniformemente miscelate e rivestite su carta, la carta comune non stampata appare blu fisso. Per stampare testo o immagini, la carta è esposta alla luce UV, che fotoeccita il TiO ₂ nanoparticelle. Queste nanoparticelle poi rilasciano elettroni che vengono raccolti dalle adiacenti nanoparticelle blu di Prussia, che virano dal blu all'incolore.

Poiché è più facile leggere il testo blu su uno sfondo incolore rispetto al testo incolore su uno sfondo blu, è lo sfondo piuttosto che il testo che viene tipicamente stampato dalla luce, diventando incolore (sebbene la carta possa anche essere "stampata al contrario" per mostrare il testo incolore su uno sfondo blu). Diversi colori oltre al blu possono essere ottenuti anche utilizzando analoghi blu di Prussia di vari colori.

Una volta stampato, la carta mantiene la sua configurazione per almeno cinque giorni con una risoluzione elevata (5-µm), e poi svanisce lentamente al blu solido attraverso l'ossidazione in condizioni ambientali. Per cancellare la carta più rapidamente, la carta può essere riscaldata per circa 10 minuti per riportarla allo stato blu solido.

I ricercatori prevedono che la carta stampabile sarà poco costosa se prodotta su scala commerciale.

"La carta stampabile leggera è davvero competitiva in termini di costi con la carta convenzionale, " Yin ha detto. "I materiali di rivestimento sono economici, e si prevede anche che il costo di produzione sia basso poiché il rivestimento può essere applicato alla superficie della carta convenzionale mediante processi semplici come l'ammollo o la spruzzatura. Il processo di stampa è anche più conveniente rispetto a quello convenzionale poiché non sono necessari inchiostri. Più importante, la carta stampabile leggera può essere riutilizzata oltre 80 volte, che riduce significativamente il costo complessivo."

I piani futuri si concentrano sull'avvicinamento della tecnologia all'uso pratico.

"Il nostro prossimo passo immediato è costruire una stampante laser che funzioni con questa carta riscrivibile per consentire una stampa veloce, " Ha detto Yin. "Esamineremo anche metodi efficaci per realizzare la stampa a colori".

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