據科(kē)技日(rì)報11月22日(rì)消息，11月16日(rì)，吉林大(dà)學化學學院、超分(fēn)子結構與材料國(guó)家重點實驗室張曉安教授科(kē)研團隊在無墨噴水打印方面取得(de)突破性進展，其創新成果再次發表在《Nature Communications》雜志上。無墨噴水打印技術(shù)是以水代墨實現打印的技術(shù)，核心技術(shù)是打印紙，不僅有助于解決目前噴墨打印消費者面臨的墨盒堵塞、頻繁更換墨盒價格昂貴的問(wèn)題，還(hái)有助于減少環境污染和資源浪費。

原始技術(shù)困難重重

2014年(nián)1月，《Nature Communications》雜志首次報道了張曉安教授科(kē)研團隊的無墨噴水打印技術(shù)，引起海内外專家學者、業内同行和國(guó)際國(guó)内主流媒體(tǐ)的高度評價和廣泛關注。

無墨噴水打印技術(shù)雖然優勢很多，然而，由于之前的水緻變色可(kě)重複打印紙都(dōu)是基于單一的水緻變色染料體(tǐ)系，每當需要一種新的顔色的可(kě)重複打印紙時，往往需要設計(jì)、合成新的水緻變色染料，随之而來(lái)的是較複雜的合成技術(shù)、較高的成本以及較長的周期。

其中，對于黑(hēi)色水緻變色染料開發尤其困難。此外，字迹保留時間短(duǎn)，以及基材的耐水性也是制約該項技術(shù)實際應用的技術(shù)瓶頸。

新技術(shù)好處多多

針對原始技術(shù)的瓶頸，張曉安科(kē)研團隊受生(shēng)命體(tǐ)系的啓發，巧妙地将單一水緻變色染料體(tǐ)系擴展爲由酸緻變色染料和顯色劑構築的雙分(fēn)子水協同變色體(tǐ)系，遇水前染料和顯影(yǐng)劑不發生(shēng)顯色，遇水後顯影(yǐng)劑與染料發生(shēng)作(zuò)用而顯示顔色（圖a）。通過選用不同顔色人(rén)酸緻變色染料，便可(kě)實現不同顔色的水顯色，這使得(de)可(kě)重複擦寫紙的顔色拓展簡單化（圖b）。

圖a：水緻變色可(kě)重複擦寫紙（右）與前期工(gōng)作(zuò)（左）的機(jī)理(lǐ)意圖；圖b：不同顔色噴水打印顯示實物圖

“由于所用到的酸緻變色染料及顯影(yǐng)劑大(dà)多已實現工(gōng)業化生(shēng)産，可(kě)以直接購(gòu)買得(de)到，免去(qù)了繁複的合成過程，大(dà)大(dà)降低了水緻變色可(kě)重複擦寫紙制備成本。“項目負責人(rén)介紹，尤其通過購(gòu)買市售的黑(hēi)色染料，便可(kě)非常簡單地實現了人(rén)們期盼已久的黑(hēi)色噴水打印顯示。

新的黑(hēi)色水緻變色可(kě)重複打印紙，經噴水打印所獲得(de)的黑(hēi)色的色彩度和色純度非常高，基本可(kě)以與現有的黑(hēi)色噴墨打印相(xiàng)媲美，字迹保留時間可(kě)以幾個月至半年(nián)。當然，這期間，也可(kě)以随時通過打印機(jī)的加熱(rè)程序對信息進行擦除。

黑(hēi)色噴水打印過程及打印效果圖

産業化将不是夢

爲了快(kuài)速推進無墨噴水打印技術(shù)的産業化進程，早日(rì)實現産品市場化推廣，張曉安科(kē)研團隊與中國(guó)航天科(kē)技集團公司旗下的樂凱醫療科(kē)技公司開展了深度合作(zuò)，實現了基于高強度、強耐水性的水緻變色可(kě)重複擦寫紙的制備，顯著地提高了紙張循環使用性能，并可(kě)以實現大(dà)規模的機(jī)械化生(shēng)産。

車間照(zhào)片及黑(hēi)色噴水打印效果圖

另劇(jù)了解，此項研究進展爲綠色環保無墨打印技術(shù)完成從(cóng)實驗室到市場化奠定了堅實的基礎。相(xiàng)關技術(shù)，已申報并獲國(guó)内發明專利和美國(guó)發明專利授權。