(Phys.org)—Dans un effort pour réduire les impacts environnementaux négatifs de la production de papier, les chercheurs d'une nouvelle étude ont développé un papier imprimable à la lumière - un papier pouvant être imprimé avec une lumière UV, effacé par chauffage à 120 °C (250 °F), et réécrit plus de 80 fois. Le secret de l'impression avec la lumière réside dans la chimie de changement de couleur des nanoparticules, dont une fine couche peut être facilement appliquée sur du papier conventionnel pour le transformer en version imprimable à la lumière.

Les chercheurs, Wenshou Wang et ses coauteurs à l'Université du Shandong en Chine; l'Université de Californie, Bord de rivière ; et Lawrence Berkeley National Laboratory, ont publié un article sur le papier réinscriptible imprimable à la lumière dans un récent numéro de Lettres nano .

"La plus grande importance de notre travail est le développement d'une nouvelle classe de système de commutation de couleurs photoréversible à semi-conducteurs pour produire un papier réinscriptible imprimable sans encre qui a la même sensation et la même apparence que le papier conventionnel, mais peut être imprimé et effacé à plusieurs reprises sans avoir besoin d'encre supplémentaire, " Yadong Yin, Professeur de chimie à l'Université de Californie, Bord de rivière, Raconté Phys.org . "Notre travail est censé avoir d'énormes mérites économiques et environnementaux pour la société moderne."

Actuellement, la production et l'élimination du papier ont un impact négatif important sur l'environnement :la production de papier est une source majeure de pollution industrielle, le papier mis au rebut est une composante majeure (environ 40 %) des décharges, et même le recyclage du papier contribue à la pollution due au processus d'élimination de l'encre. Il y a aussi la question de la déforestation :aux États-Unis, environ un tiers de tous les arbres récoltés sont utilisés pour la production de papier et de carton.

Travailler à résoudre ces problèmes, les chercheurs ont étudié des alternatives au papier jetable. Une possibilité consiste à tirer parti de la capacité de changement de couleur de certains produits chimiques lorsqu'ils sont exposés à la lumière, bien que, dans le passé, cette approche ait été confrontée à des défis en termes de stabilité, réversibilité limitée, coût élevé, toxicité, et la difficulté d'appliquer le revêtement sur du papier poreux ordinaire.

Le papier imprimable développé dans la nouvelle étude s'améliore dans tous ces domaines, rapprocher la technologie des applications, qui pourrait inclure tout support sur lequel des informations sont imprimées et nécessaires pendant une courte période.

"Nous pensons que le papier réinscriptible a de nombreuses applications pratiques impliquant l'enregistrement et la lecture d'informations temporaires, comme les journaux, les magazines, affiches, blocs-notes, chevalets d'écriture, indicateurs de durée de vie du produit, capteurs d'oxygène, et étiquettes réinscriptibles pour diverses applications, " dit Yin.

Le nouveau revêtement est constitué de deux types de nanoparticules :celles constituées de bleu de Prusse, qui est un prix commun peu coûteux, pigment bleu non toxique qui devient incolore lorsqu'il gagne des électrons; et le dioxyde de titane (TiO 2 ), un matériau photocatalytique qui accélère les réactions chimiques lors de l'exposition à la lumière UV.

Quand le bleu de Prusse et le TiO 2 les nanoparticules sont mélangées uniformément et enduites sur du papier, le papier ordinaire non imprimé apparaît en bleu uni. Pour imprimer du texte ou des images, le papier est exposé à la lumière UV, qui photoexcite le TiO 2 nanoparticules. Ces nanoparticules libèrent alors des électrons qui sont captés par les nanoparticules bleues de Prusse adjacentes, qui passent du bleu à l'incolore.

Comme il est plus facile de lire du texte bleu sur fond incolore que du texte incolore sur fond bleu, c'est l'arrière-plan plutôt que le texte qui est généralement imprimé par la lumière, devenant incolore (bien que le papier puisse également être "imprimé à l'envers" pour afficher un texte incolore sur un fond bleu). Différentes couleurs en plus du bleu peuvent également être obtenues en utilisant des analogues bleus de Prusse de différentes couleurs.

Une fois imprimé, le papier conserve sa configuration pendant au moins cinq jours avec une résolution élevée (5 µm), puis redevient lentement bleu solide par oxydation dans des conditions ambiantes. Pour effacer le papier plus rapidement, le papier peut être chauffé pendant environ 10 minutes pour le ramener à son état bleu solide.

Les chercheurs prédisent que le papier imprimable sera peu coûteux lorsqu'il est produit à une échelle commerciale.

« Le papier light-printable est en effet d'un coût compétitif par rapport au papier conventionnel, " Yin a dit. " Les matériaux de revêtement sont peu coûteux, et le coût de production devrait également être faible car le revêtement peut être appliqué à la surface du papier conventionnel par des procédés simples tels que le trempage ou la pulvérisation. Le processus d'impression est également plus rentable que le processus conventionnel car aucune encre n'est nécessaire. Plus important encore, le papier light-printable peut être réutilisé plus de 80 fois, ce qui réduit considérablement le coût global."

Les plans futurs se concentrent sur le rapprochement de la technologie de l'utilisation pratique.

"Notre prochaine étape immédiate est de construire une imprimante laser pour travailler avec ce papier réinscriptible pour permettre une impression rapide, " a déclaré Yin. " Nous allons également examiner des méthodes efficaces pour réaliser une impression en couleur. "

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