Ces couleurs structurelles ont été imprimées sur la même feuille de papier recouverte de copolymères par application de persulfate d'ammonium et d'éthanol. Le bromure d'hydrogène a été utilisé pour neutraliser les solvants et créer un papier vierge sur lequel imprimer à nouveau. Crédit :Université Rice
Un procédé chimique qui permet d'imprimer des images en couleur sur du papier spécialement couché puis de les effacer afin que différentes images puissent être imprimées sur le même papier a été développé par des chercheurs de Rice, Universités de Yonsei et de Corée.
Les chercheurs expliquent la technique dans un article qui sera publié dans le numéro du 4 août de la revue Matériaux avancés , qui comportera des images imprimées avec ce processus sur la couverture.
La technique utilise des couleurs structurelles, qui ont des propriétés différentes de celles des colorants d'encre utilisés pour l'impression standard. Les colorants standards absorbent toutes les couleurs du spectre à l'exception de la couleur visible à l'œil, comme le rouge ou le bleu, et les couleurs s'estompent avec le temps. Les couleurs structurelles sont déterminées par les réflexions sélectives de certaines couleurs à certains angles. Ils sont fabriqués à partir d'empilements unidimensionnels de polymères en couches, appelés copolymères à blocs.
"Les copolymères sont mous, extensible et déformable, " dit Ned Thomas, Ernest Dell Butcher de Rice, professeur d'ingénierie et professeur de science des matériaux et de nano-ingénierie, du génie chimique et biomoléculaire et de la chimie. "Vous pouvez les gonfler ou les rétrécir et changer leur forme et leurs dimensions, ce qui affectera la couleur qu'ils reflètent."
Thomas a déclaré que l'un de ses anciens doctorants. étudiants au MIT, Parc Cheolmin, qui est maintenant professeur à l'Université Yonsei, voulait collaborer au développement de couleurs structurelles copolymères imprimables et réinscriptibles.
Les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient utiliser un seul, incolore, encre à base d'eau à base de persulfate d'ammonium (APS) pour contrôler la façon dont les copolymères se réticulent à divers endroits, ce qui a un impact sur leur épaisseur ultérieure et donc sur les couleurs structurelles qui sont réfléchies. L'APS stoppe le gonflement des copolymères, et la fine couche reflète le bleu. L'éthanol a été utilisé pour épaissir les copolymères, qui reflétait le rouge. En appliquant des quantités variables d'éthanol et d'APS sur du papier enduit de copolymères, les chercheurs ont pu contrôler le gonflement et le rétrécissement des molécules et générer les couleurs et les motifs nécessaires pour créer une image. De grandes quantités d'APS ont arrêté tout gonflement, ce qui a donné des images noires parce qu'il n'y avait pas de reflet.
Les chercheurs ont également découvert que l'application de bromure d'hydrogène sur le papier enlevait ou effaçait l'APS, donc les reflets ont été neutralisés, qui "réinitialise" le système afin que le papier puisse être réutilisé. Ils ont imprimé et effacé des images plus de 50 fois sur le papier, avec une résolution similaire à celle d'une imprimante jet d'encre de bureau commerciale.
Thomas a déclaré que des améliorations seront nécessaires avant que cette technique ne soit commercialement viable. Parce que l'éthanol s'évapore, les motifs réfléchissants disparaissent, les chercheurs recherchent donc une substance moins volatile et qui conservera les couleurs indéfiniment. Ils doivent également trouver une alternative au bromure d'hydrogène, qui est toxique et non écologique.
Thomas pense que la technique a le potentiel d'être rentable car elle ne nécessitera qu'une seule encre - l'APS - et une imprimante à jet d'encre modifiée qui utilise du papier enduit de copolymères, qui devrait coûter « centimes par feuille, " a-t-il dit. " Cela pourrait être très utile lorsque vous voulez reconfigurer, recolorer et remodeler les messages sur les panneaux ou les vêtements."