Papel que se imprime con luz gracias a la nanotecnología

Un equipo  de investigadores de la Universidad de Shandong de  China, de la Universidad de California, Riverside y del Lawrence Berkeley National  Laboratory de EEUU han desarrollado un papel imprimible con luz que puede imprimirse con luz ultravioleta, y borrarse cuando se calienta a 120°C. Así, se puede reescribir hasta 80 veces.

El secreto de la impresión con luz radica en un proceso químico de cambio de color en nanopartículas, con las que puede recubrirse fácilmente el papel convencional. De esta forma, el papel pasa a ser imprimible con luz, informa Physorg.

Los científicos esperan que el sistema tenga enormes ventajas económicas y ambientales para la sociedad moderna, ya que actualmente la producción y eliminación de papel tiene un gran impacto negativo en el medio ambiente: es una de las principales fuentes de contaminación industrial, el papel desechado es un componente importante (aproximadamente el 40%) de los vertederos, e incluso el reciclaje de papel contribuye a la contaminación debido al proceso de la eliminación de la tinta. Eso sin contar con la cuestión de la deforestación que la fabricación del papel provoca.

Retos superados

Una posibilidad para resolver este problema es aprovechar la capacidad de cambio de color de ciertos productos químicos cuando se exponen a la luz. Sin embargo, en el pasado este enfoque no había logrado desarrollarse, por factores como su  alto coste o como la dificultad para aplicar el recubrimiento al papel, un material sumamente poroso.

Pero el nuevo papel imprimible con luz ha superado estos obstáculos y podría tener muchas aplicaciones prácticas, como la impresión  de información temporal (periódicos, revistas, carteles, etc.)

Cambio de fondo

El nuevo recubrimiento desarrollado está formado por dos tipos de nanopartículas. Por un lado, unas hechas de azul de prusia, un pigmento azul oscuro empleado a menudo en pintura, y que antiguamente era usado en los planos. Este pigmento no es tóxico y se vuelve incoloro cuando gana electrones.

Las otras nanopartículas del recubrimiento son de dióxido de titanio (TiO2), un material fotocatalítico que acelera las reacciones químicas tras la exposición a la luz ultravioleta.

Cuando las nanopartículas de azul de Prusia y de TiO2 se mezclan uniformemente y recubren el papel, este, sin imprimir, aparece azul. Para imprimir texto o imágenes en él, el papel se expone a la luz ultravioleta, que fotoexcita las nanopartículas de TiO2. Estas nanopartículas liberan entonces electrones que son recogidos por las nanopartículas del azul de prusia adyacentes, que con eso se vuelven incoloras.

Así el papel queda con un fondo blanco y las palabras en azul sobre él. Una vez impreso, el papel conserva su configuración durante al menos cinco días, y luego se vuelve lentamente azul por completo de nuevo, a través de la oxidación en condiciones ambientales. Si se quiere borrar más rápidamente, se puede calentar durante unos 10 minutos.

Los investigadores predicen que el papel imprimible con luz será barato cuando se produzca a escala comercial y, por tanto, que podrá ser competitivo.

Referencia bibliográfica:

Wenshou Wang et al. Photocatalytic Color Switching of Transition Metal Hexacyanometalate Nanoparticles for High-Performance Light-Printable Rewritable Paper. Nano Letters (2017). DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03909.