Китайские ученые разработали практичную перезаписываемую термобумагу
Многие годы различные компании и частные лица бьются над проблемой создания альтернативы обычной бумаги. Исследователи из Китая, похоже, подошли вплотную к решению этого вопроса — они разработали «бумагу», писать на которой можно при помощи изменения температуры. Бумага меняет цвет, так что этот способ подходит как для создания рисунков, так и для печати.
От аналогов она отличается тем, что может выдержать сотни циклов перезаписи, не теряя свойств. Нанесенные изображения и текст сохраняются не слишком долго — около полугода. Тем не менее, для большинства задач этого вполне достаточно — например, в офисе черновые договора, документы по текучке и т.п. можно печатать на такой бумаге.
Разработали ее ученые из педагогического университета Фуцзянь под руководством Вэй Чжана. Структура этой бумаги достаточно сложная и состоит из трех слоев. Фактически, это «бутерброд», где в качестве начинки используется обычная бумага. С одной стороны на бумагу наносится термочувствительный тонер, с другой — термохромный слой. Последний и обеспечивает возможность перезаписи информации.
В свою очередь, этот слой состоит из таких элементов, как растворитель, проявитель и цветообразователь. В обычных условиях (вплоть до температуры в 65 градусов Цельсия) цвет слоя синий. Если температуру повысить до уровня в 70 градусов Цельсия, растворитель становится жидким, два других компонента разделяются, слой становится бесцветным.
После этого цветообразователь и проявитель реагируют с растворителем, в результате чего температура раствора понижается. Все это актуально и для комнатной температуры — вещества начинают реагировать снова лишь при понижении температуры до минус 10 градусов Цельсия. В этом случае происходит перекристаллизация трех компонентов и термические свойства восстанавливаются.
Как и говорилось выше, использовать такую бумагу можно не везде и не всегда, полноценной заменой обычной бумаги она стать не может. Тем не менее, писать на ней можно — например, терморучкой, где нагревается наконечник. Возможное неудобство будет представлять цвет бумаги — он синий. В этом случае буквы и рисунки будут белыми.
Печатать можно при помощи термопринтера. Есть и вариант нанесения рисунков — в этом случае можно использовать обычный трафарет и нагревание. Изображения получаются достаточно четкими — например, без проблем можно нанести штрих-код или обычный текст. По уверению разработчиков, после сотни циклов перезаписи свойства альтернативной бумаги сохраняются, проблем с ней не возникает.
Что касается электронной бумаги, то цветную ее версию (полноценную) разработала компания E Ink, которая создала и обычную электронную бумагу, используемую в очень широком спектре устройств. Достоинством этой разновидности бумаги является то, что для каждого пиксела можно отображать произвольный цвет без использования нескольких слоев цветных фильтров. Энергопотребление бумаги крайне низкое, так что проблем с сохранением заряда бумаги нет.
Сейчас разработаны и гибкие экраны, которые не портятся при разного рода деформациях (складывание и растягивание).
В 2016 году китайские ученые разработали электронную бумагу из графена. Ее создала компания Guangzhou OED Technologies. Отличительной особенностью изобретения является толщина — всего 0,335 нм, поэтому графеновую электронную бумагу можно использовать в качестве основы для создания гибких дисплеев.
Себестоимость такой бумаги не очень высокая — ведь получают ее из углерода, хотя и путем целого ряда химико-физических преобразований. Еще один плюс графеновой бумаги — ее способность проводить электрический ток.
В принципе, разработок в «бумажной» сфере не так и мало — есть много альтернатив, которые основаны на разных принципах. Какие-то системы тоже термочувствительные, какие-то реагируют на физическое воздействие (например, давление) или химические вещества. К сожалению, в большинстве случаев речь идет лишь о тестовых разработках, большая часть которых не идет в серию — коммерческое использования таких опытных образцов невозможно по разным причинам, от стоимости производства до сложности технологического цикла.
