Печать без чернил и многоразовая бумага

Бумага с наночастицами позволяет много раз переписывать то, что на ней написано – правда, информацию она хранит всё равно очень недолго.

В принтере опять кончилась бумага, потому что кто-то решил распечатать себе книжку на выходные? Да ещё и тонер в картридже, как назло, демонстрирует все признаки морального и физического истощения? Тут, конечно, можно начать вспоминать, какой стороной засовывать в принтер черновики, чтобы он печатал на чистой стороне, или как надо потрясти картридж, чтобы его хватило ещё на пару печатных страниц. Еще можно попробовать приучить коллег к чтению электронных книг.

Но можно попытаться решить проблему как-нибудь более изобретательно – например, так, как это сделали исследователи из университетов Китая и США, создавшие «вечную» бумагу, на которой можно печатать много раз, и при том вообще не используя чернила. Нельзя сказать, что подобные идеи никому не приходили в голову раньше – создать похожую технологию пытались не раз и не два, и даже небезуспешно.

Общая идея здесь заключается в том, чтобы сделать подобие многоразовой фотобумаги, на которой можно с помощью света рисовать, а потом стирать нарисованное. Однако всякий раз возникало какое-нибудь «но», препятствующее выходу технологии из стен лаборатории в мир: то бумага оказывалась слишком чувствительной к свету или воздуху, то циклов качественной «перезаписи» оказывалось слишком мало, то результат получался весьма недешевым, да еще и опасным для здоровья.

Решить разом все эти проблемы химикам удалось с помощью берлинской лазури и наночастиц оксида титана. Берлинская лазурь – пигмент синего цвета, известный ещё с начала XVIII века и имеющий весьма широкий спектр применения. Но вся соль изобретения заключена не в эффектной синей лазури, а именно в наночастицах.

С обычным оксидом титана, пожалуй, так или иначе встречались все: кто-то рисовал титановыми белилами, а кто-то принимал таблетки, в которые оксид титана добавляют, чтобы они были канонического белого цвета. Что же до наночастиц из оксида титана, то для них находят куда более интересные применения. Например, их используют в качестве фотокатализаторов – так называют полупроводниковые материалы, на поверхности которых при действии света образуются области с высокой химической активностью.

Активированные фотокатализаторы могут обесцветить берлинскую лазурь, переведя её из окисленной формы в восстановленную. Чтобы реакция протекала наиболее эффективно, наночастицы должны быть определённого размера, формы, и, кроме того, они должны быть интегрированы в среду, которая обеспечит их взаимодействие с молекулами красителя. Правильные наночастицы в нужной среде остается только ввести в пористую структуру обычной бумаги – и вот перед нами настоящая многоразовая бумага для светопечати.

Выглядит она немного необычно, будучи равномерного синего оттенка из-за берлинской лазури. Если же на лист такой бумаги попадёт луч ультрафиолета, то в освещённом месте пигмент обесцветится, и тогда здесь можно будет напечатать текст или любое другое изображение. Впрочем, напечатанный текст сохраняется не слишком долго – не больше пяти дней.

Дело в том, что если свет переводит синий пигмент в бесцветную форму, то кислород воздуха возвращает его обратно к своему лазурному состоянию, поэтому страница текста постепенно синеет. Тем не менее, исследователям удалось добиться от бумаги внушительно числа циклов перезаписи: с разрешением печати в пять микрон они использовали один и тот же образец до восьмидесяти раз. Подробно результаты эксперименты опубликованы в журнале Nano Letters.

Но нужна ли вообще такая бумага в наше время, когда всё больше и больше информации так и остается в цифровом виде, не требуя себе никакого печатного носителя? С одной стороны, авторы работы упирают на положительный экологический эффект: меньше потребление бумаги, меньше вырубка лесов, меньше расходов на вторичную переработку, в том числе на извлечение красок. Что, безусловно, хорошо.

Но с другой стороны, столь короткое – по крайней мере, пока – «время жизни» напечатанного изображения очень сильно ограничивает область использования подобной технологии. Да и как быть с «одноразовой» информацией, набранной, к примеру, в газете: как вернуть те листы, которые ушли на руки читателю? Единственное применение, которое приходит на ум в связи с подобной бумагой – это использование ее в каких-то секретно-шпионских делах, если, конечно, где-то еще остались олдскульные шпионы, предпочитающие работать исключительно с бумажными носителями.

Впрочем, шутки шутками, а как знать, может, для такой технологии и впрямь удастся найти особую нишу в современном мире.