En kemisk process som gör att färgbilder kan skrivas ut på specialbestruket papper och sedan raderas så att olika bilder kan skrivas ut på samma papper har utvecklats av forskare på Rice, Yonsei och Koreas universitet.

Forskarna förklarar tekniken i en artikel som kommer att publiceras i numret av tidskriften den 4 augusti Avancerade material , som kommer att innehålla bilder tryckta med denna process på omslaget.

Tekniken använder sig av strukturella färger, som har andra egenskaper än de färgämnen som används för standardtryck. Standardfärgämnena absorberar alla färger i spektrat utom färgen som är synlig för ögat, som röd eller blå, och färgerna bleknar med tiden. Strukturella färger bestäms av de selektiva reflektionerna av vissa färger i vissa vinklar. De är gjorda av endimensionella staplar av skiktade polymerer, kallade blocksampolymerer.

"Sampolymerer är mjuka, töjbar och deformerbar, sa Ned Thomas, Rice's Ernest Dell Butcher professor i teknik och professor i materialvetenskap och nanoteknik, av kemisk och biomolekylär ingenjörskonst och av kemi. "Du kan svälla eller krympa dem och ändra deras form och dimensioner, vilket kommer att påverka vilken färg de reflekterar."

Thomas sa att en av hans tidigare Ph.D. studenter vid MIT, Cheolmin Park, som nu är professor vid Yonsei University, ville samarbeta för att utveckla tryckbara och omskrivbara sampolymerstrukturfärger.

Forskarna fann att de kunde använda en enda, färglös, vattenbaserat bläck baserat på ammoniumpersulfat (APS) för att kontrollera hur sampolymererna tvärbinds på olika platser, vilket påverkar deras efterföljande tjocklek och därmed de strukturella färgerna som reflekteras. APS stoppar svällningen av sampolymererna, och det tunna lagret reflekterar blått. Etanol användes för att förtjocka sampolymererna, som reflekterade rött. Genom att applicera olika mängder etanol och APS på papper som är belagt med sampolymerer, forskarna kunde kontrollera svällningen och krympningen av molekylerna och skapa de färger och mönster som behövdes för att skapa en bild. Stora mängder APS stoppade all svullnad, vilket resulterade i svarta bilder eftersom det inte fanns någon reflektion.

Forskarna upptäckte också att applicering av vätebromid på papperet tog bort eller raderade APS, så reflektionerna neutraliserades, som "återställer" systemet så att papperet kunde användas igen. De skrev ut och raderade bilder mer än 50 gånger på papperet, med en upplösning som liknar den för en kommersiell kontorsbläckstråleskrivare.

Thomas sa att förbättringar kommer att behövas innan denna teknik är kommersiellt gångbar. Eftersom etanol avdunstar, de reflekterande mönstren försvinner, så forskarna letar efter ett ämne som är mindre flyktigt och kommer att behålla färgerna på obestämd tid. De måste också hitta ett alternativ till vätebromid, som är giftigt och inte miljövänligt.

Thomas tror att tekniken har potential att vara kostnadseffektiv eftersom den bara kräver ett bläck – APS – och en modifierad bläckstråleskrivare som använder papper bestruket med sampolymerer, som borde kosta "öre per ark, " sa han. "Det här kan vara väldigt användbart när du vill konfigurera om, färga om och omforma meddelanden på skyltar eller kläder."