باحثون يبتكرون ورقة سحرية يمكن مسحها وإعادة استخدامها

طور باحثون ورق يمكن طباعته باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، مما يلغي الحاجة إلى الحبر، ويمكن مسح هذا الورق عن طريق تسخينه إلى درجة حرارة 120، وإعادة الكتابة عليه لأكثر من 80 مرة، وتم إجراء البحث في محاولة للحد من آثار إنتاج الورق في إزالة الغابات. وأوضح الباحثون من جامعة شاندونغ في الصين وجامعة ريفرسايد كاليفورنيا، أن السر وراء هذه التكنولوجيا، يتمثل في مادة كيميائية تغير اللون، ويتم طلاء الأوراق التقليدية بمادة كيميائية رقيقة، تحولها إلى إصدار يمكن إعادة استخدامه والطباعة عليه من خلال الضوء.

وأوضح البروفيسور يادونغ يين أستاذ الكيمياء في جامعة كاليفورنيا، والمؤلف المشارك للدراسة، قائلًا "أعظم فائدة من عملنا هو تطوير فئة جديدة من نظام تحويل الألوان، لإنشاء ورق خالي من الحبر يتم طباعته بالضوء، وله نفس مظهر الورق العادي، ويمكن أن يتم طباعته ومسحه مرارًا وتكرارًا، دون الحاجة إلى حبر إضافي، ويعتقد أن عملنا لديه العديد من المزايا الاقتصادية والبيئية الهائلة للمجتمع الحديث".

ويحدث إنتاج الورق والتخلص منه أثرًا سلبيًا كبيرًا على البيئة، باعتباره أكبر مصدر للتلوث الصناعي، ويشكل التخلص من الورق ما يقرب 40% من مقالب القمامة، وتساهم إعادة تدوير الورق في التلوث، لأنه يجب إزالة الحبر على الورق أولًا، ويساهم إنتاج الورق أيضا في إزالة الغابات، ويتم حصاد أكثر من 30% من الأشجار في الولايات المتحدة، لإنتاج الورق والكرتون، ولحل هذه المشكلة حاول الباحثون تطوير بدائل للورق قابل للتخلص منه، وتتمثل أحد الاحتمالات في الاستفادة  من خصائص تبديل اللون لبعض المواد الكيميائية، وواجه هذا النهج مشاكل في الماضي بسبب صعوبات عكس الحبر، وارتفاع التكاليف وخطورة تطبيق الطلاء للورق التقليدي.

وزعم الباحثون أن الورقة الجديدة التي تم تطويرها تعالج هذه المشاكل، ويمكن تطبيق ذلك على أي مساحة حيث تتم طباعة المعلومات مع الحاجة لفترة قصيرة من الزمن، وتابع البروفيسور يين "نعتقد أن الورق الذي يمكن إعادة الكتابة عليه لديه العديد من التطبيقات العملية التي تنطوي على تسجيل المعلومات المؤقت، والقراءة مثل الصحف والمجلات والملصقات، ومؤشرات عمر المنتج وأجهزة استشعار الأوكسجين والبطاقات القابلة لإعادة الكتابة لمختلف التطبيقات".

ويتكون الطلاء الجديد من نوعين من الجزيئات، وهي الأزرق البروسي، صبغة زرقاء غير سامة تتحول إلى مادة عديمة اللون عندما تكتسب الإلكترونات، ومادة ثاني أكسيد التيتانيوم والتي تسرع التفاعلات الكميائية عند تعرضها لضوء الأشعة فوق البنفسجية، وعندما يتم خلط المادتين معًا ووضعهم على الورقة يتحول لونها إلى الأزرق، ولطباعة الكلمات أو الصور يتم تعريض الورقة لأشعة فوق بنفسجية والتي تحفز جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم، ما يجعلها تطلق إلكترونات يتم انتقاؤها بواسطة الجسيمات الزرقاء البروسية ويتحول اللون الأزرق إلى مادة عديمة اللون، ولأنه من الأسهل قراءة النص الأزرق على خلفية عديمة اللون، بدلًا من العكس يتم طباعة خلفية الورق من خلال الضوء، وتتحول الخلفية إلى عديمة اللون ويظل النص المطبوع أزرق، ويمكن عكس الطباعة لإظهار نص عديم اللون على خلفية زرقاء، ويمكن استخدام ألوان أخرى عن طريق استخدام نظائر ملونة مختلفة من الأزرق البروسي.

وتحتفظ الورقة بالنص أو الصورة المطبوعة عليها لمدة 5 أيام، ثم تبدأ بالتلاشي تدريجيًا إلى اللون الأزرق، إلا أن تسخين الورقة لمدة 10 دقائق، يساعد على مسحها بسرعة أكبر، ويتوقع الباحثون أن يكون الورق الجديد رخيص الثمن عند إنتاجه على نطاق تجاري.

وتابع البروفيسور يين "الورق القابل للطباعة من خلال الضوء ذات تكلفة منافسة للورق التقليدي، حيث أن مواد الطلاء غير مكلفة، ومن المتوقع أن تكلفة الإنتاج تكون منخفضة حيث يتم تطبيق الطلاء على سطح الورق التقليدي من خلال عملية بسيطة مثل النقع أو الرش، وتعد عملية الطباعة أيضا أكثر فعالية من حيث التكلفة عن الباعة التقليدية، فليس هناك حاجة إلى الحبر، والأهم من ذلك أن ورق الطباعة الضوئي، يمكن إعادة استخدامه أكثر من 80 مرة ما يقلل التكلفة الإجمالية". وأوضح الباحثون أن الخطوة التالية تتمثل في تصميم طابعة ليزر تعمل بهذا الورق القابل، لإعادة الكتابة عليه لتمكين الطباعة السريعة والنظر في سبل تطوير الطباعة بالألوان الكاملة.