Група дослідників з Каліфорнійського університету в Ріверсайді розробила унікальні світлові чорнила. За певних умов вони можуть темнішати або стиратися. Чорнила створені на основі нанокристалів титану. Темніти їх змушує взаємодія з ультрафіолетом, а зникати – окислення киснем.
Деталі винаходу
- За словами авторів, нові чорнила покликані скоротити кількість паперових відходів.
- Матеріал виготовлений з трьох нетоксичних компонентів.
- Напівпровідник TiO2 темніє при опроміненні ультрафіолетом через розділення зарядів і відновлення атомів титану.
- Кисень у повітрі повторно окислює титан, звертаючи таким чином реакцію назад.
- Побачивши в цьому перспективу, дослідники вирішили продовжити потемніння TiO2 і підтримати зміну кольору.
- В якості легуючого домішку вони використовували азот з сечовини, а до нанокристалів додали нетоксичну речовину під назвою діетиленгліколь – вона затримувала TiO2 в потемнілому стані.
- Після цього кристали нанесли на скло і папір, щоб вони утворювали однорідне покриття, на якому можна було писати за допомогою ультрафіолетового випромінювання.
- Тепер усе, що було необхідно для створення напису, це 30 секунд опромінення УФ-променями з довжиною хвилі менше 400 нанометрів. Вчені підкреслили, що для цього не потрібне сильне джерело світла — важливий саме необхідний діапазон.
- У результаті вдалося створити висококонтрастний малюнок, який зникав тільки при нагріванні або окисленні.
Під час експериментів автори створювали візерунки або друкований текст. Вони також робили запис від руки за допомогою лазерної ручки. Обидва варіанти давали висококонтрастний малюнок, який залишався стабільним протягом багатьох годин. Він зникав лише при нагріванні, або повільно вицвітав через окиснення. Команда зазначає, що продовжити термін служби друку можна, покривши поверхню плівки захисним шаром із нетоксичного полімеру, це захистить поверхню від кисню.
Загалом нова технологія передбачає до 50 циклів запису і стирання без втрати контрасту. Вона знадобиться в сферах, де затребувані багаторазові поверхні або необхідно кілька разів переписувати інформацію, наприклад, транспортні квитки, талони та інформаційні табло.