Giấy in bằng ánh sáng KHÔNG CẦN MỰC và dùng được HƠN 80 lần

Trong việc chặn đứng sự tác hại ô nhiễm môi trường từ quy trình sản xuất giấy hiện nay, các nhà nghiên cứu môi trường đến từ ĐH California ở Riverside đã sáng chế một loại giấy in bằng ánh sáng tia cực tím có thể xóa nội dung trên giấy bằng cách làm nóng giấy 120 độ C và viết đi viết lại hơn 80 lần.

Hiện nay, quy trình sản xuất và xả thải giấy có tác động tiêu cực to lớn đối với môi trường: sản xuất giấy là nguyên nhân gây ô nhiễm công nghiệp hàng đầu, giấy bị vứt bỏ là thành phần chủ yếu (khoảng 40%) trong bãi chôn rác, ngay cả việc tái chế giấy cũng góp phần gây ô nhiễm do quá trình tẩy mực. Ngoài ra còn có vấn đề phá rừng. Ví như ở Mỹ, khoảng ⅓ tất cả cây đốn hạ được dùng cho việc sản xuất giấy và bìa cứng (bìa các-tông).

Thí nghiện dùng giấy in ánh sáng hiển thị một câu nói nổ tiếng của Richrad P.Feynman

Tại Việt Nam nói riêng và toàn Thế Giới nói chung, quy trình sản xuất và xả thải giấy có tác động tiêu cực nghiêm trọng đến sinh thái môi trường. Trong đó, quy trình sản xuất là nguyên nhân lớn nhất gây ô nhiễm môi trường; có khoảng 40% giấy được vứt bỏ trong bãi chôn rác, việc tái chế giấy cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường cho quá trình tẩy mực. Bên cạnh đó, nạn phá rừng cũng diễn ra hằng ngày; ví dụ tại Mỹ, có khoảng ⅓ lượng cây tại rừng bị hạ đốn cho mục đích sản xuất giấy và bìa cứng (bìa carton).

Đứng trước tình hình, nạn chặt phá rừng đang và sẽ diễn ra theo chiều hướng xấu hơn, dẫn đến việc xói mòn đất không được cây che phủ. Nhằm để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại ĐH California ở Riverside xem xét, thử nghiệm nhiều giải pháp khác nhau thay thế giấy dùng một lần. Và phương án lợi dụng khả năng đổi màu của một số hóa chất khi tiếp xúc ánh sáng. Tuy rằng, trong quá khứ phương án này đã gặp nhiều thách thức lớn như độ bền kém, khả năng đổi màu còn hạn chế, giá thành cao, có tính độc hại và khó phủ lên giấy xốp thông thường.

Nhưng với công nghệ hiện đại, khoa học tân tiến thì việc khắc phục những khó khăn trên là hoàn toàn có thể. Đưa giấy in bằng ánh sáng bằng công nghệ mới này đến đần với thực tế hơn, có thể dùng bất kỳ vật trung gian nào để thực hiện in văn bản trong một khoảng thời gian ngắn.

“Chúng tôi tin rằng giấy dùng nhiều lần có rất nhiều ứng dụng thực tiễn, bao gồm ghi chép và đọc thông tin tạm thời, ví như báo, tạp chí, áp phích quảng cáo, sổ ghi chú, viết bảng, bộ cảm biến oxy, và nhãn hiệu xóa đi viết lại nhiều lần”, GS Yadong Yin từ ĐH California ở Riverside cho biết.

Các thức thay đổi màu chữ của giấy in bằng ánh sáng?

Bằng cách phủ một lớp gồm hai loại hạt nano: Một loại được làm từ chất xanh Phổ (Fe7(CN)18) là sắc tố màu xanh dương phổ thông không mắc, không độc hại sẽ đổi màu khi thu nhận các hạt electron. Và loại thứ 2 titan điô-xít (TiO2) một chất quang xúc tác đóng vai trò làm tăng tốc các phản ứng hóa học khi được chiếu ánh sang cực tím lên giấy.

Khi 2 loại hạt nano chất xanh phổ và TiO2 được trộn đều và phủ lên giấy, thì lúc này mặt giấy trắng sẽ có màu xanh dương đậm. Để in ký tự chữ hay hình ảnh thì tờ giấy được chiếu sáng cực tím – tác nhân chủ yếu chịu tránh nhiêm kích hoạt các hạt nano TiO2. Đến đây, các hạt nano TiO2 sẽ nhường các electron cho các hạt xanh phổ kế bên, để chúng chuyển từ màu xanh sang dạng không màu.

Sau khi thí nghiệm thành công, các nhà nghiên cứu đã đem mẫu thí nghiệm giấy in bằng ánh sáng khảo sát trên 1000 người xem họ thích nền trắng chữ xanh hay nền xanh chữ không màu. Khoảng 72% người dễ dàng đọc các ký tự chữ màu xanh dương trên nề không màu hơn là các kỹ tự chữ không màu trên nền xanh dương, số còn lại thì trong đó có 18% người thích ký tự chữ không màu trên nền xanh và 10% số người còn lại thì thích cả hai lựa chọn trên. Ngoài màu xanh dương ra, có thể tạo ra các màu sắc khác nhờ sử dụng các sắc tố khác tương tự như xanh phổ.

Nhiều giấy in ánh sáng với nhiều màu sắc khác nhau

Lợi ích việc thay thế giấy in bằng ánh sáng thay cho giấy thông thường trong tương lại

Vì sử dụng các hạt nano nên độ phân giải của giấy viết bằng ánh sáng là rất cao (5-µm); sau khi được in, tờ giấy sẽ lưu giữ hình dạng ký tự chữ hay hình ảnh tỏng vòng 5 ngày, và phai mờ dần để trở lại màu xanh đậm nhờ quá trình ô-xy hóa dưới dạng điều kiện thông thường. Chỉ cần làm nóng tờ giấy trong khoảng 10 phút, các ký tự chữ trên tờ giấy sẽ biến mất và quay trở lại màu xanh dương đậm ban đầu.

Theo các nhà nghiên cứu dự đoán thì giá thành sản xuất loại giấy in bằng ánh sáng sẽ không quá đắc khi áp dụng vào thương mại.

Giáo sư Yin cho biết: “Trên thực tế, giấy in bằng ánh sáng thật sự có lợi thế về giá thành so với giấy truyền thống. Vật liệu phủ không đắt, và chi phí sản xuất cũng được kỳ vọng sẽ nhỏ khi lớp phủ có thể được áp lên bề mặt giấy truyền thống bằng các quá trình đơn giản như ngâm nhúng hoặc phun xịt. Quá trình in cũng hiệu quả hơn về chi phí so với giấy truyền thống vì không cần đến mực. Quan trọng nhất, giấy in bằng ánh sáng có thể được tái sử dụng hơn 80 lần, giảm thiểu đáng kể tổng chi phí”

Với sự nghiên cứu này, việc đưa công nghệ gần ánh sáng đến gần hơn ứng dung thực tiễn. Và bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu của Giáo sư Yin là chế tạo một máy in la-ze tương hợp với loại giấy dùng nhiều lền để có thể in nhanh hơn.

Và nghiên cứu này được công bó trên ấn bản gần đây của tạp chí Nano Letters.

Nguồn: Tri thức trẻ