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    深圳团队研发 “变色龙”书写纸

    2020-04-30 深圳商报

    “伟大的思想开始于纸上。”然而随着文明进步,人们正在尝试打造“无纸化”世界,从而减少森林砍伐和环境污染。目前,手机和电脑承担了部分用纸需求,但记录、复印用纸的需求量仍然很惊人。此外,废弃纸张上的油墨也会造成污染。因此,可反复书写的无墨材料成为研究方向。

    近日,深圳先进院研究员杜学敏告诉深圳商报记者,其团队用激光实现无墨彩写和复印,经测试材料可反复使用50次以上,“这种全新书写材料,灵感来源于变色龙皮肤。”据悉,相关研究发表于材料学知名期刊《材料视界》(Materials Horizons),并被选为后封面。

    据杜学敏介绍,他们研发的形状记忆结构色材料,灵感源于变色龙皮肤可达到微纳尺度变形,从而实现变色的原理。

    据悉,变色龙之所以能改变皮肤颜色,源于其皮肤的结构色。不过,变色龙的变色过程较为复杂,会随着温度、湿度、光照、环境甚至心情而改变。杜学敏团队此次研发的无墨书写纸,借鉴了其中的温度调控,通过激光来改变材料温度,实现变色。

    杜学敏用女士烫头发的过程来解释形状记忆材料的记忆变形行为,“头发也是具有形状记忆效应的,可以通过特定的热和力处理成临时的卷曲形状,在一定条件下还可以恢复至原来的直发状态。我们是通过一系列化学制备和类似处理,使得材料具备了纳米尺度的形状记忆能力。”杜学敏告诉记者。

    谈起制备过程,杜学敏表示,团队将一种生活中常用的塑料和新型材料相结合,以周期性排布的纳米颗粒为模板,注入这种特殊材料并固化后,再移除纳米颗粒模板,进而获得具有周期性纳米孔洞结构的变色薄膜,并让其在纳米尺度上具备特定的临时形状。

    “目前材料可做成A4纸大小,通过激光照射,引发光热效应,来改变光子晶体的晶格间距,从而带来不同的颜色变化。而通过改变光照时间,就可以控制颜色。”杜学敏介绍道。经测试,材料在反复擦写50次以上后,还能保持优异性能。

    “我们研发的新型材料可实现反复擦写以及多种颜色变化,除了无墨书写,还能实现无墨复印,”杜学敏介绍道,“通过激光扫描就可将普通纸张上的信息,彩色复印到新型材料上。”

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