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，紙張重復利用這一世界性難題，被吉林大學找到了突破口，由“千人計劃”國家特聘專家、吉林大學化學學院張曉安教授帶領(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。“這種練字帖的構(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。”張曉安說，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。”在科研團隊中責任特制紙張制作的吉大化學學院研究生席冠說，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，反復試煉，終于發(fā)現(xiàn)了一種‘聰明的分子。”張曉安解釋，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。”

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。現(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。”

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、復印耗紙量仍逐年增加，并且約40%經(jīng)打印或復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。”張曉安說，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，通過個人的噴水打印機來實現(xiàn)。”

紙張中由化學成分構(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)做了相應的研究，證明噴水無墨打印是安全的。“從智能染料本身來講，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。”另外，紙張的保護層，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。”

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毜淖郑粩嗾{(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。”張曉安說。

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。