Výzkumníkům se podařilo vyrobit nový materiál, na který lze psát pomocí UV světla. Působením vzduchu (kyslíku) se pak nápis opět smaže. Jedná se o další z celé řady pokusů o snížení papírového odpadu. Yadong Yin a jeho tým působící na Kalifornské univerzitě v Riverside zvolil jako základ systému nanokrystaly oxidu titaničitého (TiO2). Tato látka se běžně používá v nanotechnologiích (samočistící okna, nesmáčivé povrchy). Nanokrystalický TiO2 je polovodič, který při ozáření ultrafialovým světlem ztmavne v důsledku oxidačně-redukční reakce. Vzdušný kyslík pak zase vrátí materiálu průhlednost prostřednictvím oxidace.
Výzkumníci se zaměřili na udržení změny barvy po delší dobu. Jako dopant přidali do látky atomy dusíku a navíc běžně používaný diethylenglykol. Ten je schopen manipulovat s elektronovými dírami, a proto oddaluje reoxidaci a návrat materiálu do průhledného stavu.
Po nanesení na sklo nebo papír vytvořily nanokrystaly rovnoměrný povlak, na který se dalo psát pomocí UV světla. K vytvoření nápisu stačilo 30 sekund osvětlení zdrojem světla o vlnové délce menší než 400 nm. Nebylo třeba použít silný zdroj, pro vznik vysoké úrovně kontrastu na materiálu stačily lampy v rozsahu výkonu LED diod.
Tým zkoumal dvě metody světelného psaní. Nejprve vytvářeli vzory nebo tištěný text osvětlením papíru nebo skleněného substrátu přes fotomasku, poté zkoušeli vytvářet písmo pomocí laserového pera. Obě možnosti poskytly vysoce kontrastní vzor, který byl stabilní po mnoho hodin. Prodloužit životnost tisku by bylo možné pokrytím povrchu fólie ochrannou vrstvou z nějakého polymeru, čímž se sníží její vystavení kyslíku. V případě, že by někdo chtěl informaci naopak vymazat okamžitě, stačí materiál zahřát.
Testování prokázalo, že bez výraznější ztráty kontrastu lze provést až 50 cyklů zápisu a vymazání. Autoři výzkumu navrhují, že technologie mohla uplatnit v řadě oblastí, kde je zapotřebí opakovaně použitelných/přepisovatelných povrchů. Mohlo by se jednat třeba o jízdenky pro dopravu, jídelní lístky, různé informační tabule/nástěnky…
Rashed Aleisa et al, Rapid High‐Contrast Photoreversible Coloration of Surface‐Functionalized N‐Doped TiO 2 Nanocrystals for Rewritable Light‐Printing, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI: 10.1002/anie.202203700
Zdroj: Angewandte Chemie / Phys.org
Poznámka: Takových chytrých nápadů bylo v této oblasti už provedeno, aniž se ale jakýkoliv z nich uplatnil – z čehož lze odhadovat i osud výše navržené inovace. Dnes se ve firmách tiskne hlavně kvůli archivaci dokumentů. Naopak tam, kde není potřeba trvalý záznam (viz i aplikace výše), už při změně stávajících postupů nastoupí spíš plná digitalizace.
