Как сообщает источник, чернила созданы на основе нанокристаллов титана. Темнеть их заставляет взаимодействие с ультрафиолетом, а исчезать – окисление кислородом.

Интересно Новая система улавливания углекислого газа показала эффективность 99 процентов

Детали изобретения

  • По словам авторов, новые чернила призваны сократить количество бумажных отходов.
  • Материал изготовлен из трех нетоксичных компонентов.
  • Полупроводник TiO2 темнеет при облучении ультрафиолетом из-за разделения зарядов и восстановления атомов титана.
  • Кислород в воздухе повторно окисляет титан, обращая таким образом реакцию вспять.
  • Увидев в этом перспективу, исследователи решили продолжить потемнение TiO2 и поддержать изменение цвета.
  • В качестве легирующего примеси они использовали азот из мочевины, а к нанокристаллам добавили нетоксичное вещество под названием диэтиленгликоль – оно задерживало TiO2 в потемневшем состоянии.
  • Затем кристаллы нанесли на стекло и бумагу, чтобы они образовывали однородное покрытие, на котором можно было писать с помощью ультрафиолетового излучения.
  • Теперь все, что было необходимо для создания надписи, это 30 секунд УФ-лучей с длиной волны менее 400 нанометров. Ученые подчеркнули, что для этого не нужен сильный источник света – важен именно необходимый диапазон.
  • В результате удалось создать высококонтрастный рисунок, который исчезал только при нагревании или окислении.

В ходе экспериментов авторы создавали узоры или печатный текст. Они также производили запись от руки с помощью лазерной ручки. Оба варианта давали высококонтрастный рисунок, который оставался стабильным в течение многих часов. Он исчезал только при нагревании, или медленно выцветал из-за окисления. Команда отмечает, что продлить срок службы печати можно, покрыв поверхность пленки защитным слоем из нетоксичного полимера, что защитит поверхность от кислорода.

В общем, новая технология предусматривает до 50 циклов записи и стирания без потери контраста. Она понадобится в областях, где востребованы многоразовые поверхности или необходимо несколько раз переписывать информацию, например, транспортные билеты, талоны и информационные табло.