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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)的科研團隊,研發(fā)出世界首例噴水無墨打印技術(shù),實現(xiàn)了一張紙可反復(fù)打印上百次的技術(shù)突破。
在報道切入之前,先向您透露一個本報的小秘密:每年報社辦公消耗的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隊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,是個難題。
張曉安和科研團隊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,干的時候紙會遮色,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,科研團隊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,打印出來的字跡只能保存半個小時,后來,科研團隊不斷改進智能染料的工藝和配方,字跡的留存時間逐漸延長到如今的22小時。整個研發(fā),歷經(jīng)了三年多時間。
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。打印機的墨盒孔很小,如果水質(zhì)很硬,會有雜質(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層,然后鋪上智能染料,再鋪一層保護層,最后烘干?!痹诳蒲袌F隊中責任特制紙張制作的吉大化學(xué)學(xué)院研究生席冠說,科研團隊制作了工業(yè)化生產(chǎn)紙張的模型工廠,可以通過人工進行制作,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?,這個“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?!?/p>
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)配溶液來實現(xiàn)紅、黃、藍、紫4種顏色的單色打印,還不能實現(xiàn)全色打印,“不過,這將是我們的下一個目標,在字跡保留的時間方面,也正在改進延長?!?/p>
字跡可保持22小時
放在常溫、干燥的室內(nèi),這些字跡可以保留22個小時。如果想盡快再使用這張紙,上面的字可以馬上消失。科研團隊的博士盛蘭將這張紙放在數(shù)顯加熱磁力攪拌器上,啟動加熱功能,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)計的數(shù)字計算:2011年,我國全年的印刷紙消費量多達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)印的紙張在閱讀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,相當于少砍伐2.11億棵直徑23厘米、高15米的大樹。
技術(shù)價值
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,因為我們只需要花8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,張曉安認為,如果這項技術(shù)能被報刊、雜志、書籍出版和新聞媒體推廣使用,節(jié)省的紙張量將會更多,更能推動行業(yè)的轉(zhuǎn)型。“越來越多的人們可能不再需要外出購買當日的報紙、雜志和書刊,只需訂購相關(guān)的電子服務(wù),通過個人的噴水打印機來實現(xiàn)?!?/p>
紙張中由化學(xué)成分構(gòu)成的智能染料,是否會對人體有傷害?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,我們進行了細胞實驗和動物實驗來測驗毒性,結(jié)果顯示是安全的?!绷硗猓垙埖谋Wo層,能防止變色染料與人直接接觸,進一步增加了安全性,“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,因為精密度的要求,現(xiàn)在噴水無墨打印最小能打出5號字體。“我們?yōu)榱四艽虺龈毜淖?,不斷調(diào)整配方,使水不會橫向擴散,而是縱向透入。但是,有時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,它能夠盡早實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。