در جدیدترین دستاورد دانشمندان، روش جدیدی برای چاپ متون بر روی کاغذ خلق‌شده است. دانشمندان موفق شدند با استفاده از اشعه فرابنفش و نور لیزر، جوهر را کنار گذاشته و از طریق این اشعه نوشته‌ها را بر روی کاغذ چاپ کنند. در ادامه با ترنجی همراه باشید.
روش جدیدی که دانشمندان برای چاپ متن‌ها بر روی کاغذ و با استفاده از اشعه فرابنفش در پیش گرفتند، بسیار کارآمد بوده و سبب جلوگیری از تخریب محیط زیست برای تولید کاغذ خواهد شد. دانشمندان پوشش جدیدی از جنس نانو ذرات را تولید کردند که به‌سادگی در بافت‌های هر نوع کاغذ معمولی قرار می‌گیرد. با تابش اشعه فرابنفش (UV) به کاغذ، این نانو ذرات تغییر رنگ داده و متن دلخواه بر روی کاغذ ظاهر می‌شود. نکته جالب توجهی که این فناوری به همراه دارد، امکان پاک کردن متن چاپ‌شده و نوشتن مجدد بر روی کاغذ است. اگر تابش نور فرابنفش به کاغذ ادامه یابد، سبب افزایش دمای پوشش نانو ذرات شده و دمای سطحی آن‌ها را به ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد (۲۴۸ درجه فارنهایت) می‌رساند. در این دما، رنگ پوشش نانو ذرات از بین رفته و کاغذ عاری از هرگونه نوشته می‌شود. بدین صورت می‌توان تا ۸۰ بار متون دلخواه را بر روی کاغذ چاپ کرده و مجدداً آن‌ها را پاک نمود.
این روش جدید برای چاپ نوشته بر روی کاغذ بدون استفاده از جوهر حاصل همکاری محققان آمریکایی و چینی است. این محققان بیان کردند که روش چاپ متون از طریق اشعه فرابنفش می‌توان با کیفیت و دقت بسیار بالایی صورت گیرد. این دستاورد می‌تواند در هزینه‌های تولید جوهر و کاغذ به‌شدت صرفه‌جویی کرده و مشکلات بازیافت کاغذ را به حداقل رساند. یکی از محققین دانشگاه کالیفرنیا عنوان کرده است که استفاده از اشعه فرابنفش برای چاپ متون بر روی کاغذ و چاپ کاغذ با پوشش نانو ذرات دقیقاً همان حس کاغذ معمولی را به انسان القا می‌کند اما در کاربرد چیزی فراتر از کاغذهای معمولی است چراکه می‌توان متن‌های زیادی را به دفعات روی کاغذ چاپ کرد و مجدداً با تابش اشعه فرابنفش، متن چاپ‌شده را حذف کرد.
دانشمندان برای تولید این پوشش جدید کاغذ از ترکیب دو نانوذره مختلف استفاده کرده‌اند. نخستین نانوذره ای که در تولید این پوشش استفاده‌شده، رنگ‌دانه Prussian Blue است که آبی‌رنگ است. این ماده در صورت دریافت الکترون رنگ خود را از دست می‌دهد. دومین نانوذره همان دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2) است که یک ماده فتوکاتالیستی بوده و سرعت واکنش‌های شیمیایی در پاسخ به اشعه UV را افزایش می‌دهد. مواد فتوکاتالیست در واقع کاتالیزور هایی هستند که در حضور اشعه های نوری فعال می‌شوند. این مواد، اکسیدهای جامد و نیمه رسانایی هستند که می‌توانند با جذب فتون ها به تولید الکترون-حفره بپردازند. این الکترون-حفره ها می‌توانند به سبب ماهیت ساختاری خود با مولکول‌های موجود در سطح ذرات واکنش دهند. کاربرد اصلی فتوکاتالیست ها در تصفیه آب، زدودن آلاینده‌ها از هوا، سطح شیشه‌های خود تمیز شونده، تجزیه مولکول‌های آلی و… است.
با ترکیب این دو نانوذره با یکدیگر پوشش آبی‌رنگی را بر روی صفحه کاغذ خواهیم داشت. تابش اشعه فرابنفش به کاغذ سبب برانگیخته شدن مولکول‌های دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2) و در نتیجه آزاد کردن الکترون می‌شود. از سوی دیگر، رنگ‌دانه های آبی‌رنگ Prussian Blue با جذب الکترون‌های آزادشده تغییر رنگ داده و کاملاً سفید خواهند شد. اساس کار این تکنولوژی تولید فضاهای سفید و خالی بین کلمات است. فضاهای خالی تولیدشده پس از حداقل ۵ روز، مجدداً به آرامی محو شده و پوشش نانوذره ای کاغذ کاملاً آبی‌رنگ خواهد شد. سرعت محو شدن فضاهای خالی می‌تواند در مجاورت گرما افزایش یابد.
کارشناسان این تکنولوژی معتقدند از آن جایی که پوشش نانوذره ای می‌تواند به سرعت از طریق پاشش (اسپری) یا غوطه‌ور شدن، بر روی کاغذ اعمال شود، صرفه تجاری بسیار مناسبی خواهد داشت. علاوه بر این موضوع، امکان پاک‌سازی کاغذ و نوشتن مجدد متن بر روی آن تا ۸۰ بار می‌تواند در مصرف جوهر صرفه‌جویی کرده استفاده از منابع طبیعی برای تولید کاغذ را به حداقل ممکن رساند. همان‌طور که گفته شد، هدف متخصصین از تولید چنین پوششی تنها مزایای اقتصادی آن نیست بلکه این طرح اثرات مطلوب بسیار زیادی بر روی محیط زیست انسان‌ها و همچنین طبیعت خواهد گذاشت. گزارش‌های منتشرشده نشان می‌دهد که ۴۰ درصد از زباله‌های تولیدشده در آمریکا همان مقالات و کاغذهای بدون استفاده هستند که از این پس با ورود این تکنولوژی، میزان تولید کاغذهای زباله به حداقل خواهد رسید. همچنین این طرح می‌تواند از قطع شدن ۶۸ میلیون درخت برای تولید کاغذ جلوگیری کرده تا محیط زیست طبیعی به روند حیات خود ادامه دهد.
طرح اولیه این تکنولوژی در سال ۲۰۱۴ ارائه شد که در آن زمان دانشمندان قادر بودند تنها ۲۰ بار کاغذ را بازنویسی کنند. از سوی دیگر قرار دادن پوشش نانوذره‌ای بر روی کاغذهای معمولی کار بسیار دشواری بود. تیم محققین این پروژه اظهار کرده که آخرین نسخه از کاغذهای چاپ‌شده دارای ثبات بسیار بالایی است و پوش نانو ذرات بسیار ساده‌تر از گذشته در بافت‌های سطحی کاغذ ایجاد می‌شوند. گام بعدی این تیم، تولید یک سیستم چاپ عملی و کاربردی است. این سیستم چاپ متشکل از یک پرینتر لیزری خواهد بود که امکان بازنویسی کاغذهای چاپ‌شده را فراهم می‌کند. دانشمندان بیان کردند که در آینده‌ای نزدیک شاهد بهره‌مندی دستگاه‌های چاپ از این تکنولوژی با قابلیت چاپ تمام‌رنگی خواهیم بود.
[button type=”default” color=”” target=”” link=”http://www.sciencealert.com/scientists-invent-a-new-way-of-printing-on-paper-with-light”]sciencealert[/button]
