深圳團(tuán)隊(duì)研發(fā) “變色龍”書寫紙

2020-04-30 深圳商報(bào)

“偉大的思想開始于紙上?！比欢S著文明進(jìn)步，人們正在嘗試打造“無紙化”世界，從而減少森林砍伐和環(huán)境污染。目前，手機(jī)和電腦承擔(dān)了部分用紙需求，但記錄、復(fù)印用紙的需求量仍然很驚人。此外，廢棄紙張上的油墨也會造成污染。因此，可反復(fù)書寫的無墨材料成為研究方向。

近日，深圳先進(jìn)院研究員杜學(xué)敏告訴深圳商報(bào)記者，其團(tuán)隊(duì)用激光實(shí)現(xiàn)無墨彩寫和復(fù)印，經(jīng)測試材料可反復(fù)使用50次以上，“這種全新書寫材料，靈感來源于變色龍皮膚?！睋?jù)悉，相關(guān)研究發(fā)表于材料學(xué)知名期刊《材料視界》（Materials Horizons），并被選為后封面。

據(jù)杜學(xué)敏介紹，他們研發(fā)的形狀記憶結(jié)構(gòu)色材料，靈感源于變色龍皮膚可達(dá)到微納尺度變形，從而實(shí)現(xiàn)變色的原理。

據(jù)悉，變色龍之所以能改變皮膚顏色，源于其皮膚的結(jié)構(gòu)色。不過，變色龍的變色過程較為復(fù)雜，會隨著溫度、濕度、光照、環(huán)境甚至心情而改變。杜學(xué)敏團(tuán)隊(duì)此次研發(fā)的無墨書寫紙，借鑒了其中的溫度調(diào)控，通過激光來改變材料溫度，實(shí)現(xiàn)變色。

杜學(xué)敏用女士燙頭發(fā)的過程來解釋形狀記憶材料的記憶變形行為，“頭發(fā)也是具有形狀記憶效應(yīng)的，可以通過特定的熱和力處理成臨時(shí)的卷曲形狀，在一定條件下還可以恢復(fù)至原來的直發(fā)狀態(tài)。我們是通過一系列化學(xué)制備和類似處理，使得材料具備了納米尺度的形狀記憶能力?！倍艑W(xué)敏告訴記者。

談起制備過程，杜學(xué)敏表示，團(tuán)隊(duì)將一種生活中常用的塑料和新型材料相結(jié)合，以周期性排布的納米顆粒為模板，注入這種特殊材料并固化后，再移除納米顆粒模板，進(jìn)而獲得具有周期性納米孔洞結(jié)構(gòu)的變色薄膜，并讓其在納米尺度上具備特定的臨時(shí)形狀。

“目前材料可做成A4紙大小，通過激光照射，引發(fā)光熱效應(yīng)，來改變光子晶體的晶格間距，從而帶來不同的顏色變化。而通過改變光照時(shí)間，就可以控制顏色?！倍艑W(xué)敏介紹道。經(jīng)測試，材料在反復(fù)擦寫50次以上后，還能保持優(yōu)異性能。

“我們研發(fā)的新型材料可實(shí)現(xiàn)反復(fù)擦寫以及多種顏色變化，除了無墨書寫，還能實(shí)現(xiàn)無墨復(fù)印，”杜學(xué)敏介紹道，“通過激光掃描就可將普通紙張上的信息，彩色復(fù)印到新型材料上?！?/span>