Loại giấy không dùng mực mà trong tương lai có thể in bằng ánh sáng

Mặc dù xã hội hiện nay là thời đại kỹ thuật số tràn ngập khắp nơi, nhưng ngành sản xuất giấy vẫn đang phát triển. Vấn đề mà bạn cần phải lo ngại là nạn phá rừng, ô nhiễm và chất thải. Phải mất đến 75.000 cây xanh để in ấn bản Ngày Chủ nhật của tờ New York Times, và mặc dù có nhiều người tái sử dụng nhưng khoảng ¼ chất thải tại bãi rác và 1/3 rác thải đô thị của Mỹ là giấy.

Mới đây, các nhà khoa học đã tìm ra cách để chế tạo một loại giấy có thể in bằng tia cực tím, xóa bằng cách làm nóng tờ giấy và sau đó lại viết lại tới hơn 80 lần.

Yadong Yin, giáo sư hóa học tại Đại học California, Revierside cho biết “điều đó có nghĩa là bạn không phải tiêu tốn nhiều tiền cho giấy và mực”, và sẽ giúp giữ lại cây xanh. “Trước kia, bạn phải đốn 88 cây xanh để làm cùng một lượng giấy mà bây giờ chỉ cần 1 cây”.

Yin và các đồng nghiệp khác tại Đại học Sơn Đông, Trung Quốc cũng như tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrance Berkeley cho rằng, loại giấy có thể viết lại của họ có thể dùng để làm báo, sổ tay và thẻ ghi giá – những thứ có thể viết lại khi thay đổi số lượng.

Để chế tạo giấy không dùng mực, các nhà nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp có chi phí thấp và thân thiện với môi trường, họ phủ lên loại giấy thông thường một lớp mỏng các hạt nano phản ứng với ánh sáng. Trong thí nghiệm này, họ đã sử dụng hai loại hạt nano: loại hạt xanh Phổ (xanh sẫm) - làm từ các chất màu xanh phổ biến, không độc hại, và hạt Titanium dioxide – một chất hóa học không độc hại được dùng để in nhãn M&Ms màu trắng trên các viên kẹo.

Yin và các đồng nghiệp đã trộn lẫn hai loại hạt nano này với nhau trong dung dịch và sau đó phủ lên một mảnh giấy bình thường. Mảnh giấy đã chuyển thành màu xanh sẫm.

Để in văn bản, các nhà khoa học dùng một khuôn mẫu khắc chữ và đặt lên trên tờ giấy đã phủ lớp tráng. Tiếp theo, họ cho tờ giấy có phủ khuôn đó tiếp xúc với tia cực tím. Khi các hạt photon trong ánh sáng xuyên qua các lỗ cắt trên khuôn và chạm vào các hạt titanium dioxide, các hạt nano này sẽ phát ra các hạt điện tử. Những hạt điện tử này bị các hạt nano xanh Phổ giữ lại, và các hạt nano Xanh phổ sẽ biến thành không màu.

Tóm lại, một số chỗ vẫn giữ màu xanh, và một số chỗ khác lại trở thành không màu, tạo thành các bản in. Các chữ không dùng mực này có thể nhìn thấy rõ trong ít nhất là 5 ngày trước khi chúng mờ đi. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, có thể xóa các chữ này nhanh hơn bằng cách phơi mảnh giấy dưới nhiệt độ 120oC khoảng 10 phút. Toàn bộ quá trình này có thể lập lại hơn 80 lần.

Mặc dù trong thí nghiệm này các nhà khoa học đã một lớp khuôn để chứng minh rằng việc tiếp xúc với tia cực tím hoạt động theo nguyên tắc, nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển một loại máy in mẫu.

Giáo sư Yin cho rằng, bởi vì phiên bản máy in của họ không đòi hỏi các thành phần chuyển động như ở máy in laser hoặc phun mực hiện có trên thị trường, nên việc sản xuất và bảo trì sẽ đơn giản hơn rất nhiều.

Ông cho rằng “loại máy in laser này sẽ rẻ hơn rất nhiều vì nó chỉ liên quan đến ánh sáng”.

Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là phát triển một loại máy in có thể in trên các khổ giấy thông thường và sau đó làm cho hệ thống này có thể in đủ các màu. Kết quả nghiên cứu của họ đã được báo cáo trên tạp chí Nano Letters.

Loại giấy in bằng ánh sáng này thực sự có thể cạnh tranh về giá thành với loại giấy thông thường. “Vật liệu của lớp phủ không hề đắt, và chi phí sản xuất dự kiến cũng thấp vì lớp phủ có thể áp dụng lên bề mặt giấy thông thường bằng một quá trình đơn giản, chẳng hạn như ngâm hoặc phun. Quá trình in ấn cũng có hiệu quả về mặt chi phí hơn so với cách truyền thống vì không cần dùng mực. Quan trọng nhất, vì loại giấy này có thể tái sử dụng tới hơn 80 lần nên tổng chi phí sẽ giảm đáng kể”.

Anh Thư (Tổng hợp)