特制的纸张含聪明分子

文化

一张特制打印纸至少可打印50次，成本约为同量喷墨打印的1%，喷水无墨打印的奥秘在哪？

新闻回放：日前，纸张重复利用这一世界性难题，被吉林大学找到了突破口，由“千人计划”国家特聘专家、吉林大学化学学院张晓安教授带领的科研团队，研发出世界首例喷水无墨打印技术，实现了一张纸可反复打印上百次的技术突破。

在报道切入之前，先向您透露一个本报的小秘密：每年报社办公消耗的A4打印纸量———至少要60箱，每箱8包，每包500张，全年用纸总数24万张，每年在办公用纸上的支出，至少需9120元。

现在，我们一起来算一下，如果将这些纸的每一张都反复打印使用100次，本报每年将节省多少开支？

昨日，研发出世界首例喷水无墨打印技术的张晓安教授与其科研团队成员接受了记者采访，讲述了看似神奇的“水代墨”的深层奥秘。

技术关键

加入智能染料的特制纸张

让无色的水在纸上打出字，是个难题。

张晓安和科研团队的成员们想了很多法子，甚至去研究过市面上常见的毛笔练字帖。“这种练字帖的构造，是在炭黑色的基底上，加上两层厚厚的纸，干的时候纸会遮色，但是加了水之后，纸被印湿，变得透明了，就透出了基底的炭黑色，这是物理变化，字迹几分钟就会消失。”张晓安说，想让字迹在纸上留存，又要最大化地减少纸张厚度，就需要化学技术。于是，科研团队开始在纸上下起了功夫，要制出一种加入智能染料的特殊纸张。

开始时，打印出来的字迹只能保存半个小时，后来，科研团队不断改进智能染料的工艺和配方，字迹的留存时间逐渐延长到如今的22小时。整个研发，历经了三年多时间。

需要用蒸馏水打印

此外，打印所需的水也有要求，需要蒸馏水，在市面上就可以买到。打印机的墨盒孔很小，如果水质很硬，会有杂质阻塞墨盒的孔隙，影响打印效果，最好用软水。

特制纸的结构

这种特制纸，总共有4层，要经过4道工序完成，“先在滤纸的基底上铺一层起到隔绝空气作用的保护层，然后铺上智能染料，再铺一层保护层，最后烘干。”在科研团队中责任特制纸张制作的吉大化学学院研究生席冠说，科研团队制作了工业化生产纸张的模型工厂，可以通过人工进行制作，每张纸出炉需要10分钟。

聪明的分子

“我们在溶液中不断筛选，反复试炼，终于发现了一种‘聪明的分子。”张晓安解释，这个“聪明的分子”自带“开关”，有两种结构，一种有颜色，一种没有颜色，“只要它在水的环境中，就会打开开关，产生微环境，出现颜色，如果没有水，就没有了颜色。”

四种颜色单色打印

张晓安说，目前的成果仍然只是初步阶段。现在为止，只可以通过调配溶液来实现红、黄、蓝、紫4种颜色的单色打印，还不能实现全色打印，“不过，这将是我们的下一个目标，在字迹保留的时间方面，也正在改进延长。”

字迹可保持22小时

放在常温、干燥的室内，这些字迹可以保留22个小时。如果想尽快再使用这张纸，上面的字可以马上消失。科研团队的博士盛兰将这张纸放在数显加热磁力搅拌器上，启动加热功能，字迹渐渐变淡，大约30秒，纸张重回空白，又能继续用它打印了。

纸张消耗数字惊人

根据张晓安统计的数字计算：2011年，我国全年的印刷纸消费量多达2760万吨；全球打印、复印耗纸量仍逐年增加，并且约40%经打印或复印的纸张在阅读一次后就被送往废纸篓。

如果我国能使用喷水打印和反复擦写纸来部分替代一次性阅读的打印品，每年至少可以节省2兆张的办公用纸，约880万吨，相当于少砍伐2.11亿棵直径23厘米、高15米的大树。

技术价值

一张纸至少可重复打印50次 省钱又环保

“这种纸张，虽然在普通纸张的成本的基础上增加了5%的成本，但是，喷墨打印50张，大约需要7元钱，用无水喷墨技术打印，只花8分钱，因为我们只需要花8分钱去买一张纸，就可以一直使用50次，甚至更多。”张晓安说，这种“水代墨”打印成本约为同量喷墨打印的1%，省钱又环保。

不仅如此，张晓安认为，如果这项技术能被报刊、杂志、书籍出版和新闻媒体推广使用，节省的纸张量将会更多，更能推动行业的转型。“越来越多的人们可能不再需要外出购买当日的报纸、杂志和书刊，只需订购相关的电子服务，通过个人的喷水打印机来实现。”

纸张中由化学成分构成的智能染料，是否会对人体有伤害？张晓安表示，他们已经做了相应的研究，证明喷水无墨打印是安全的。“从智能染料本身来讲，我们进行了细胞实验和动物实验来测验毒性，结果显示是安全的。”另外，纸张的保护层，能防止变色染料与人直接接触，进一步增加了安全性，“与市面出售的打印染料的安全性是基本相同的，甚至更安全。”

另外，因为精密度的要求，现在喷水无墨打印最小能打出5号字体。“我们为了能打出更精细的字，不断调整配方，使水不会横向扩散，而是纵向透入。但是，有时候打印出来的字还是不够清晰。”张晓安说。

该技术目前虽已申请了国家专利，却因资金有限，没申请国际专利。张晓安期待在政府和本土企业的支持下，它能够尽早实现产业化。