Onderzoekers van Rice hebben een chemisch proces ontwikkeld waarmee kleurenafbeeldingen op speciaal gecoat papier kunnen worden afgedrukt en vervolgens worden gewist, zodat verschillende afbeeldingen op hetzelfde papier kunnen worden afgedrukt. Yonsei en Korea universiteiten.

De onderzoekers leggen de techniek uit in een paper dat zal worden gepubliceerd in het nummer van 4 augustus van het tijdschrift Geavanceerde materialen , met afbeeldingen die met dit proces op de omslag zijn afgedrukt.

De techniek maakt gebruik van structurele kleuren, die andere eigenschappen hebben dan de inktkleurstoffen die voor standaarddruk worden gebruikt. De standaard kleurstoffen absorberen alle kleuren van het spectrum behalve de kleur die zichtbaar is voor het oog, zoals rood of blauw, en de kleuren vervagen na verloop van tijd. Structurele kleuren worden bepaald door de selectieve reflecties van bepaalde kleuren onder bepaalde hoeken. Ze zijn gemaakt van eendimensionale stapels gelaagde polymeren, blokcopolymeren genoemd.

"Copolymeren zijn zacht, rekbaar en vervormbaar, " zei Ned Thomas, Rice's Ernest Dell Butcher Professor of Engineering en professor in materiaalkunde en nano-engineering, van chemische en biomoleculaire engineering en van chemie. "Je kunt ze laten zwellen of krimpen en hun vorm en afmetingen veranderen, die van invloed zijn op welke kleur ze reflecteren."

Thomas zei dat een van zijn voormalige Ph.D. studenten aan het MIT, Cheolmin-park, die nu professor is aan de Yonsei University, wilde samenwerken aan de ontwikkeling van bedrukbare en herschrijfbare copolymeerstructuurkleuren.

De onderzoekers ontdekten dat ze een enkele, kleurloos, inkt op waterbasis op basis van ammoniumpersulfaat (APS) om te controleren hoe de copolymeren op verschillende locaties verknopen, wat van invloed is op hun latere dikte en dus op de structurele kleuren die worden gereflecteerd. APS stopt het zwellen van de copolymeren, en de dunne laag reflecteert blauw. Ethanol werd gebruikt om de copolymeren te verdikken, die rood weerkaatste. Door verschillende hoeveelheden ethanol en APS toe te passen op papier dat is gecoat met copolymeren, de onderzoekers waren in staat om het zwellen en krimpen van de moleculen te beheersen en de kleuren en patronen te genereren die nodig zijn om een ​​afbeelding te maken. Grote hoeveelheden APS stopten alle zwelling, wat resulteerde in zwarte beelden omdat er geen reflectie was.

De onderzoekers ontdekten ook dat het toepassen van waterstofbromide op het papier de APS verwijderde of wist, dus de reflecties werden geneutraliseerd, die het systeem "resetten", zodat het papier opnieuw kon worden gebruikt. Ze hebben afbeeldingen meer dan 50 keer op het papier afgedrukt en gewist, met een resolutie die vergelijkbaar is met die van een commerciële kantoorinkjetprinter.

Thomas zei dat verfijningen nodig zullen zijn voordat deze techniek commercieel levensvatbaar is. Omdat ethanol verdampt, de reflecterende patronen verdwijnen, dus zoeken de onderzoekers naar een stof die minder vluchtig is en de kleuren voor onbepaalde tijd behoudt. Ze moeten ook een alternatief vinden voor waterstofbromide, die giftig en niet milieuvriendelijk is.

Thomas denkt dat de techniek het potentieel heeft om kosteneffectief te zijn omdat er slechts één inkt nodig is - de APS - en een aangepaste inkjetprinter die papier gebruikt dat is gecoat met copolymeren, wat zou moeten kosten "centen per vel, " zei hij. "Dit kan erg handig zijn als je opnieuw wilt configureren, herkleur en hervorm berichten op borden of kleding."