特制的紙張含聰明分子

文化

一張?zhí)刂拼蛴〖堉辽倏纱蛴?0次，成本約為同量噴墨打印的1%，噴水無墨打印的奧秘在哪？

新聞回放：日前，紙張重復(fù)利用這一世界性難題，被吉林大學(xué)找到了突破口，由“千人計(jì)劃”國家特聘專家、吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院張曉安教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出世界首例噴水無墨打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一張紙可反復(fù)打印上百次的技術(shù)突破。

在報(bào)道切入之前，先向您透露一個(gè)本報(bào)的小秘密：每年報(bào)社辦公消耗的A4打印紙量———至少要60箱，每箱8包，每包500張，全年用紙總數(shù)24萬張，每年在辦公用紙上的支出，至少需9120元。

現(xiàn)在，我們一起來算一下，如果將這些紙的每一張都反復(fù)打印使用100次，本報(bào)每年將節(jié)省多少開支？

昨日，研發(fā)出世界首例噴水無墨打印技術(shù)的張曉安教授與其科研團(tuán)隊(duì)成員接受了記者采訪，講述了看似神奇的“水代墨”的深層奧秘。

技術(shù)關(guān)鍵

加入智能染料的特制紙張

讓無色的水在紙上打出字，是個(gè)難題。

張曉安和科研團(tuán)隊(duì)的成員們想了很多法子，甚至去研究過市面上常見的毛筆練字帖?！斑@種練字帖的構(gòu)造，是在炭黑色的基底上，加上兩層厚厚的紙，干的時(shí)候紙會(huì)遮色，但是加了水之后，紙被印濕，變得透明了，就透出了基底的炭黑色，這是物理變化，字跡幾分鐘就會(huì)消失?！睆垥园舱f，想讓字跡在紙上留存，又要最大化地減少紙張厚度，就需要化學(xué)技術(shù)。于是，科研團(tuán)隊(duì)開始在紙上下起了功夫，要制出一種加入智能染料的特殊紙張。

開始時(shí)，打印出來的字跡只能保存半個(gè)小時(shí)，后來，科研團(tuán)隊(duì)不斷改進(jìn)智能染料的工藝和配方，字跡的留存時(shí)間逐漸延長到如今的22小時(shí)。整個(gè)研發(fā)，歷經(jīng)了三年多時(shí)間。

需要用蒸餾水打印

此外，打印所需的水也有要求，需要蒸餾水，在市面上就可以買到。打印機(jī)的墨盒孔很小，如果水質(zhì)很硬，會(huì)有雜質(zhì)阻塞墨盒的孔隙，影響打印效果，最好用軟水。

特制紙的結(jié)構(gòu)

這種特制紙，總共有4層，要經(jīng)過4道工序完成，“先在濾紙的基底上鋪一層起到隔絕空氣作用的保護(hù)層，然后鋪上智能染料，再鋪一層保護(hù)層，最后烘干。”在科研團(tuán)隊(duì)中責(zé)任特制紙張制作的吉大化學(xué)學(xué)院研究生席冠說，科研團(tuán)隊(duì)制作了工業(yè)化生產(chǎn)紙張的模型工廠，可以通過人工進(jìn)行制作，每張紙出爐需要10分鐘。

聰明的分子

“我們在溶液中不斷篩選，反復(fù)試煉，終于發(fā)現(xiàn)了一種‘聰明的分子?！睆垥园步忉專@個(gè)“聰明的分子”自帶“開關(guān)”，有兩種結(jié)構(gòu)，一種有顏色，一種沒有顏色，“只要它在水的環(huán)境中，就會(huì)打開開關(guān)，產(chǎn)生微環(huán)境，出現(xiàn)顏色，如果沒有水，就沒有了顏色。”

四種顏色單色打印

張曉安說，目前的成果仍然只是初步階段?，F(xiàn)在為止，只可以通過調(diào)配溶液來實(shí)現(xiàn)紅、黃、藍(lán)、紫4種顏色的單色打印，還不能實(shí)現(xiàn)全色打印，“不過，這將是我們的下一個(gè)目標(biāo)，在字跡保留的時(shí)間方面，也正在改進(jìn)延長。”

字跡可保持22小時(shí)

放在常溫、干燥的室內(nèi)，這些字跡可以保留22個(gè)小時(shí)。如果想盡快再使用這張紙，上面的字可以馬上消失?？蒲袌F(tuán)隊(duì)的博士盛蘭將這張紙放在數(shù)顯加熱磁力攪拌器上，啟動(dòng)加熱功能，字跡漸漸變淡，大約30秒，紙張重回空白，又能繼續(xù)用它打印了。

紙張消耗數(shù)字驚人

根據(jù)張曉安統(tǒng)計(jì)的數(shù)字計(jì)算：2011年，我國全年的印刷紙消費(fèi)量多達(dá)2760萬噸；全球打印、復(fù)印耗紙量仍逐年增加，并且約40%經(jīng)打印或復(fù)印的紙張?jiān)陂喿x一次后就被送往廢紙簍。

如果我國能使用噴水打印和反復(fù)擦寫紙來部分替代一次性閱讀的打印品，每年至少可以節(jié)省2兆張的辦公用紙，約880萬噸，相當(dāng)于少砍伐2.11億棵直徑23厘米、高15米的大樹。

技術(shù)價(jià)值

一張紙至少可重復(fù)打印50次 省錢又環(huán)保

“這種紙張，雖然在普通紙張的成本的基礎(chǔ)上增加了5%的成本，但是，噴墨打印50張，大約需要7元錢，用無水噴墨技術(shù)打印，只花8分錢，因?yàn)槲覀冎恍枰?分錢去買一張紙，就可以一直使用50次，甚至更多?！睆垥园舱f，這種“水代墨”打印成本約為同量噴墨打印的1%，省錢又環(huán)保。

不僅如此，張曉安認(rèn)為，如果這項(xiàng)技術(shù)能被報(bào)刊、雜志、書籍出版和新聞媒體推廣使用，節(jié)省的紙張量將會(huì)更多，更能推動(dòng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型?！霸絹碓蕉嗟娜藗兛赡懿辉傩枰獬鲑徺I當(dāng)日的報(bào)紙、雜志和書刊，只需訂購相關(guān)的電子服務(wù)，通過個(gè)人的噴水打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)?！?/p>

紙張中由化學(xué)成分構(gòu)成的智能染料，是否會(huì)對人體有傷害？張曉安表示，他們已經(jīng)做了相應(yīng)的研究，證明噴水無墨打印是安全的?！皬闹悄苋玖媳旧韥碇v，我們進(jìn)行了細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來測驗(yàn)毒性，結(jié)果顯示是安全的。”另外，紙張的保護(hù)層，能防止變色染料與人直接接觸，進(jìn)一步增加了安全性，“與市面出售的打印染料的安全性是基本相同的，甚至更安全?！?/p>

另外，因?yàn)榫芏鹊囊螅F(xiàn)在噴水無墨打印最小能打出5號(hào)字體?！拔覀?yōu)榱四艽虺龈?xì)的字，不斷調(diào)整配方，使水不會(huì)橫向擴(kuò)散，而是縱向透入。但是，有時(shí)候打印出來的字還是不夠清晰?！睆垥园舱f。

該技術(shù)目前雖已申請了國家專利，卻因資金有限，沒申請國際專利。張曉安期待在政府和本土企業(yè)的支持下，它能夠盡早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。