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科学家研发新型涂层 可使纸张重复书写

时间:2017-03-10 08:51:41来源:36氪

  随着互联网技术的不断发展,电子媒体正在不断地侵蚀着传统纸质媒体的市场,报刊、杂志、书籍等行业的发展也日益艰难。但即便如此,纸张仍然是我们生活中不可或缺的一部分。最近,科学家们研发出了一种新的涂层使纸张重复书写成为了可能。

  公元前约一百年,中国发明了纸。此后,纸作为传播信息的材料为文明的发展和传播做出了巨大贡献。在当今的信息时代,即便电子媒体无处不在地出现在家里、办公室里以及甚至我们的兜里,纸仍然发挥着重要的作用。

  我们的大脑在纸和在屏幕上处理信息的方式是不同的。在纸上展现的信息涉及到更多的情绪性加工,阅读纸质文字人们能够产生出更多的与内心感受相连的大脑反应。这使印刷材料比数字媒体更有效且令人难忘。当然,纸仍然在被普遍使用,并且其全球消费量预计还将增长。

  但是纸的使用会带来重大的环境和可持续性问题。多年来,科学家们致力于开发拥有传统纸张的格式的阅读媒体,这种新型纸张可以被重复打印,不需要先去进行工业回收。有一个方法似乎很有前景,就是将一种遇光会变色的化学物质薄薄地涂在纸上。但是这个努力遇到了一些问题,如高成本和高毒性——更不用说保持可阅读性以及被抹去后重新使用的难度了。

  我在加州大学河滨分校的研究小组与中国山东大学的Wenshou Wang进行了合作,最近开发出了一种用于常规纸张的新的涂层,它不需要墨水并且能够在光下打印,擦拭和重复使用超过八十次。这个涂层结合了两种类型的纳米粒子,其中一种粒子比一张纸还要薄十万倍;另一种粒子能够从光中获取能量然后启动另一种颜色变化。这代表着可重复打印的纸张的开发迈出了重要的一步。

  纸所带来的环境影响

  世界上所有被砍伐的树木的大约百分之三十五被用来制造纸张和纸板。全球范围来看,纸浆和造纸行业是第五大能源消耗产业,这些行业每生产一吨产品所使用的水要比其他任何行业都多。

  提取纸浆消耗了大量的能源,并且会用到危险的化学物质,如二恶英(Dioxin)。纸的生产会导致养分磷的排放。而这反过来会促进植物的生长,从而消耗光水中所有的氧气,最后导致水中的动物死亡。

  即使在纸制作完成后,它的使用也会对环境造成损害。将纸从制造它的地方运输到使用它的地方是会产生空气污染的。并且制造和使用墨水及墨粉同样会破坏环境,它会污染水资源、污染土壤并且破坏生物的自然栖息地。

  我们的方法使用了无毒成分并且让反复使用纸变得可能,从而减少了对环境的影响。

  变换颜色

  在开发纸的涂层的过程中,重要的是找到一个透明但是可以变换颜色、并且能再变回去的涂层。这样,任何文本和图像都会像出现在普通的纸上一样让我们进行阅读,并且还很容易抹去。


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