自从蔡伦造纸以来,纸张就被广泛使用,然而至今仍没有一款电子设备能将纸张完全取代。纸给人带来方便的同时,也让环境承受着巨大的负担。除了造纸时会产生大量的空气和水污染,木材消耗和生态环境破坏,大部分纸张仅仅在被使用一次之后就成为了废纸。即便可被回收再利用,脱墨工艺中产生的废水也会造成进一步的环境污染。因此,生产可重复多次使用的纸张就显得迫在眉睫。 最近,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)裴启兵教授和哈尔滨工业大学冷劲松教授共同领导的团队在Advanced Functional Materials杂志上发表了一篇以“Bistable and Reconfigurable Photonic Crystals—Electroactive Shape Memory Polymer Nanocomposite for Ink‐Free Rewritable Paper”为题的文章,通过合并光子晶体,和有形状记忆功能的电活性聚合物,做成了可重复打印500多次的无墨水纸张。
可重复打印500次会变色的纸
与其他被报道的可重复使用的纸张不同,独特的形状记忆效能使在这张纸上打印的图案不会随着时间而消失,但在需要重复使用的时候,加热几秒钟便可使图案快速消除。电活性聚合物的使用也使得无墨水打印成为可能。作为耗材的墨水不仅可能会含有有毒物质,同时每次使用都会增加对纸张的损耗;而电驱动相对于墨水来说,打印更加便捷,而且使用上百次都不会对纸张产生明显损耗。 这种可重复使用的纸张的变色原理,是利用外加电场使得电活性聚合物被拉伸,同时造成排列在聚合物中间的纳米链光子晶体被压缩,导致光子晶体的反射波长变化而颜色变化。通过预先设计的电极阵列,使用者可通过控制不同的像素点来随心所欲地打印不同的图案。该课题组研究人员用不同电极分区的的组合,连续展示了0-9十个数字的显示。 该技术离实际使用还有很长的路要走,该课题组的下一个目标是完成高分辨率像素点的全色谱显示。 全文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201802430
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