A new type of paper can be used and

A new type of paper can be used and reused up to 20 times. What’s more, it doesn’t require any ink. Its designers think that this new technology could cut down on tons of waste — and save people tons of money.

A special dye embedded in the paper makes it printable and rewritable. The dye goes from dark to clear and back when chemical reactions move electrons around. (Electrons are the subatomic particles that orbit in the outer regions of an atom.) The paper’s color-change chemical undergoes what are known as redox reactions. Redox is short for reduction and oxidation.

Oxidation steals one or more electrons from a molecule. Rust is an example of oxidation. “When iron rusts in air, its electrons move to nearby oxygen atoms,” explains Yadong Yin. He’s a chemist at the University of California, Riverside.

Reduction is the opposite of oxidation. It adds one or more electrons. As rust oxidizes iron, the process reduces those nearby oxygen atoms. That means that they gain electrons, which have a negative charge.

When dye in the new paper is oxidized, it appears blue, red or green. (What color depends on which dye is in the paper.) When the dye on some parts is reduced, color on those areas disappears. Controlling these two reactions makes it possible to print on, erase and reuse the new paper.

The starting base of the “paper” used in the study was a clear plastic. That allowed it to show how the paper works. But the technology also could be used with glass or conventional paper — the type made from wood pulp — as long as each contains the redox dyes and the other chemically active components.

How it works
The paper starts out with all of the dye oxidized, and therefore colored. Nano-scale crystals of titanium dioxide — each around a billionth-of-a-meter in size — cover the paper’s surface.

To print something, scientists cover this solid-color paper with words or an image printed on a see-through base. You might think of it as a stencil, or mask. Next the scientists expose the masked surface with ultraviolet (UV) light. The light triggers a reduction reaction on sections of the paper not shaded by the printing. So it removes color from those sections.

Only the oxidized parts that had been covered by the stencil stay dark, explains Yin. Those areas become the “printing.” So the writing is done chemically, using light. The process chemically reduces dye in all of the areas that should be blank space.

The tiny size of the surface nanocrystals lets electrons move easily out of them and into the dye. In effect, Yin explains, when the crystals are exposed to the UV light, “electrons are kicked out.”

Afterward, other organic materials in the paper give up electrons. Those electrons fill “holes” made when electrons left the molecules of titanium dioxide. Now the nanocrystals can work again.

To start over, the paper needs to turn back into a solid-colored sheet. Oxygen in the air makes this happen. That oxygen pulls electrons from the “unprinted” areas. But you don’t want this happening seconds after you write on the paper. People need time to read the printing first!

Special cellulose in the paper slows that erasure. Among other things, this cellulose makes it hard for oxygen to react with the dye. Printing can remain visible for two days or so, Yin’s research team has shown.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ชนิดใหม่ของกระดาษสามารถใช้ และใช้ได้ถึง 20 ครั้ง แก่ มันไม่จำเป็นต้องมีหมึก ออกความคิดว่า เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถลดการตันของเสีย — และบันทึกคนตันของเงินสีพิเศษฝังอยู่ในกระดาษทำให้มันพิมพ์ และเขียนซ้ำได้ ไปย้อมจากสีเข้มชัดเจน และกลับเมื่อปฏิกิริยาเคมีย้ายอิเล็กตรอน (อิเล็กตรอนเป็นอนุภาค subatomic ที่โคจรในภูมิภาคภายนอกของอะตอม) เคมีการเปลี่ยนสีของกระดาษผ่านสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยา redox Redox จะสั้นสำหรับลดและออกซิเดชันออกซิเดชัน steals น้อยอิเล็กตรอนจากโมเลกุล สนิมเป็นตัวอย่างของการเกิดออกซิเดชัน "เมื่อเหล็ก rusts ในอากาศ ของอิเล็กตรอนไปอะตอมออกซิเจนใกล้เคียง อธิบายยินยาดอง เขาเป็นนักเคมีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ลดลงตรงกันข้ามกับออกซิเดชันได้ จะเพิ่มอย่าง น้อยหนึ่งอิเล็กตรอน เป็นสนิม oxidizes เหล็ก การลดการที่อะตอมออกซิเจนใกล้เคียง ซึ่งหมายความ ว่า พวกเขาได้รับอิเล็กตรอน ซึ่งมีประจุลบเมื่อย้อมกระดาษใหม่เป็นออกซิไดซ์ ปรากฏสีฟ้า สีแดงหรือเขียว (สีอะไรขึ้นอยู่กับสีย้อมที่อยู่ในกระดาษ) เมื่อย้อมในบางส่วนจะลดลง สีบนพื้นที่เหล่านั้นหายไป การควบคุมปฏิกิริยาที่สองเหล่านี้ทำให้สามารถพิมพ์บน ลบ และใช้กระดาษใหม่The starting base of the “paper” used in the study was a clear plastic. That allowed it to show how the paper works. But the technology also could be used with glass or conventional paper — the type made from wood pulp — as long as each contains the redox dyes and the other chemically active components.How it worksThe paper starts out with all of the dye oxidized, and therefore colored. Nano-scale crystals of titanium dioxide — each around a billionth-of-a-meter in size — cover the paper’s surface.To print something, scientists cover this solid-color paper with words or an image printed on a see-through base. You might think of it as a stencil, or mask. Next the scientists expose the masked surface with ultraviolet (UV) light. The light triggers a reduction reaction on sections of the paper not shaded by the printing. So it removes color from those sections.Only the oxidized parts that had been covered by the stencil stay dark, explains Yin. Those areas become the “printing.” So the writing is done chemically, using light. The process chemically reduces dye in all of the areas that should be blank space.The tiny size of the surface nanocrystals lets electrons move easily out of them and into the dye. In effect, Yin explains, when the crystals are exposed to the UV light, “electrons are kicked out.”Afterward, other organic materials in the paper give up electrons. Those electrons fill “holes” made when electrons left the molecules of titanium dioxide. Now the nanocrystals can work again.เริ่มต้น กระดาษต้องเปลี่ยนกลับเป็นแผ่นทึบสี ออกซิเจนในอากาศทำให้นี้เกิดขึ้น ออกซิเจนที่ดึงอิเล็กตรอนจากพื้นที่ "unprinted" แต่คุณไม่ต้องวินาทีนี้เกิดขึ้นหลังจากที่คุณเขียนบนกระดาษ คนต้องใช้เวลาอ่านก่อนพิมพ์เซลลูโลสในกระดาษพิเศษช้าที่ปลอดภัย ต่าง ๆ เซลลูโลสนี้ทำให้ยากสำหรับออกซิเจนทำปฏิกิริยากับสีย้อม พิมพ์สามารถมองเห็นในสองวันหรือมากกว่านั้น มีแสดงทีมวิจัยของหยิน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ชนิดใหม่ของกระดาษที่สามารถนำมาใช้และนำกลับมาถึง 20 ครั้ง มีอะไรมากกว่าที่มันไม่ต้องใช้หมึก นักออกแบบของมันคิดว่าเทคโนโลยีใหม่นี้สามารถลดตันของเสีย -. และบันทึกคนเงินตันสีพิเศษที่ฝังอยู่ในกระดาษทำให้พิมพ์และเขียนใหม่ สีย้อมจากสีเข้มไปเพื่อล้างและกลับมาเมื่อเกิดปฏิกิริยาทางเคมีย้ายอิเล็กตรอนรอบ (อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่โคจรในพื้นที่รอบนอกของอะตอม.) สารเคมีสีเปลี่ยนกระดาษที่ผ่านสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ Redox สั้นสำหรับการลดและการเกิดออกซิเดชัน. ออกซิเดชันขโมยอิเล็กตรอนหนึ่งหรือมากกว่าจากโมเลกุล สนิมเป็นตัวอย่างของการออกซิเดชัน "เมื่อสนิมเหล็กในอากาศอิเล็กตรอนย้ายไปยังอะตอมออกซิเจนในบริเวณใกล้เคียง" Yadong หยินอธิบาย เขาเป็นนักเคมีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียริเวอร์ไซด์. ลดอยู่ตรงข้ามของการเกิดออกซิเดชัน มันจะเพิ่มอิเล็กตรอนหนึ่งหรือมากกว่า ในฐานะที่เป็นสนิมเหล็ก oxidizes กระบวนการลดอะตอมออกซิเจนผู้ที่อยู่ใกล้เคียง นั่นหมายความว่าพวกเขาได้รับอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ. เมื่อย้อมในกระดาษใหม่จะถูกออกซิไดซ์ก็จะปรากฏขึ้นฟ้า, สีแดงหรือสีเขียว (สีอะไรขึ้นอยู่กับสีย้อมที่อยู่ในกระดาษ.) เมื่อย้อมในบางส่วนจะลดลงสีบนพื้นที่เหล่านั้นจะหายไป การควบคุมทั้งสองปฏิกิริยาที่ทำให้มันเป็นไปได้ที่จะพิมพ์บนลบและนำมาใช้กระดาษใหม่. ฐานเริ่มต้นของ "กระดาษ" ที่ใช้ในการศึกษาเป็นพลาสติกใส ที่ได้รับอนุญาตให้แสดงวิธีการทำงานของกระดาษ แต่เทคโนโลยียังสามารถนำมาใช้กับแก้วหรือกระดาษธรรมดา - ชนิดที่ทำจากเยื่อไม้ -. ตราบใดที่แต่ละคนมีสีย้อมรีดอกซ์และส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ใช้งานสารเคมีวิธีการทำงานกระดาษเริ่มออกที่มีทั้งหมดของสีออกซิไดซ์และสีจึง ผลึกระดับนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ - แต่ละรอบ 1/1000000000 ของ -a เมตรในขนาด. - ครอบคลุมพื้นผิวของกระดาษเมื่อต้องการพิมพ์สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ครอบคลุมกระดาษแข็งสีด้วยคำพูดหรือภาพที่พิมพ์บนฐานดูผ่าน คุณอาจจะคิดว่ามันเป็นลายฉลุหรือหน้ากาก ถัดไปนักวิทยาศาสตร์เปิดเผยผิวหน้ากากที่มีรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) แสงที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาการลดลงในส่วนของกระดาษที่ไม่ได้ร่มเงาของการพิมพ์ ดังนั้นมันจะเอาสีจากส่วนเหล่านั้น. เฉพาะส่วนออกซิไดซ์ที่ได้รับการคุ้มครองโดยลายฉลุอยู่มืดหยินอธิบาย พื้นที่เหล่านั้นกลายเป็น "พิมพ์." ดังนั้นการเขียนจะทำเคมีใช้แสง กระบวนการทางเคมีช่วยลดสีย้อมในทุกพื้นที่ที่ควรจะเป็นพื้นที่ว่างเปล่า. ขนาดเล็ก ๆ ของพื้นผิวนาโนคริสตัลช่วยให้อิเล็กตรอนได้อย่างง่ายดายย้ายออกจากพวกเขาและเข้าไปในสีย้อม ผลหยินอธิบายว่าเมื่อผลึกมีการสัมผัสกับแสงยูวี "อิเล็กตรอนจะเตะออก." หลังจากนั้นวัสดุอินทรีย์อื่น ๆ ในกระดาษให้ขึ้นอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเหล่านั้นกรอก "หลุม" ที่ทำเมื่ออิเล็กตรอนซ้ายโมเลกุลของไทเทเนียมไดออกไซด์ ตอนนี้นาโนคริสตัลสามารถทำงานได้อีกครั้ง. เพื่อเริ่มต้นกระดาษความต้องการที่จะหันหลังกลับเป็นแผ่นแข็งสี ออกซิเจนในอากาศทำให้เรื่องนี้เกิดขึ้น ออกซิเจนที่ดึงอิเล็กตรอนจากพื้นที่ "unprinted" แต่คุณไม่ต้องการวินาทีนี้เกิดขึ้นหลังจากที่คุณเขียนบนกระดาษ คนต้องเวลาในการอ่านการพิมพ์ครั้งแรก! เซลลูโลสพิเศษในกระดาษช้าลบว่า เหนือสิ่งอื่นใดเซลลูโลสนี้จะทำให้มันยากสำหรับออกซิเจนทำปฏิกิริยากับสีย้อม การพิมพ์สามารถยังคงมองเห็นเป็นเวลาสองวันหรือดังนั้นทีมวิจัยหยินได้แสดงให้เห็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เป็นชนิดใหม่ของกระดาษที่สามารถใช้ซ้ำได้ถึง 20 ครั้ง อะไรอีกล่ะ มันไม่ต้องมีหมึก ของนักออกแบบว่า เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถตัดลงบนตันของขยะ - บันทึกคนเงินตัน

พิเศษสีฝังอยู่ในกระดาษมันพิมพ์ได้และเขียนใหม่ . สีจากเข้มไปให้ชัดเจน และกลับมาเมื่อปฏิกิริยาเคมีย้ายอิเล็กตรอนอยู่รอบๆ( อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมโคจรในภูมิภาคด้านนอกของอะตอม ) ของกระดาษเปลี่ยนสีเคมีผ่านสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ . รีดอกซ์เป็นสั้นสำหรับการลดและการเกิดออกซิเดชัน ออกซิเดชันขโมย

หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งอิเล็กตรอนจากโมเลกุล สนิมเป็นตัวอย่างของการเกิดออกซิเดชัน " เมื่อเหล็กสนิมในอากาศของอิเล็กตรอนย้ายอะตอมออกซิเจนใกล้เคียง อธิบายว่า " ยาดอง Yinเขาเป็นนักเคมีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์

ลดเป็นตรงข้ามของการเกิดออกซิเดชัน เพิ่มหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งอิเล็กตรอน เป็น oxidizes สนิมเหล็ก กระบวนการลดที่ใกล้เคียงอะตอมออกซิเจน นั่นหมายความว่าพวกเขาได้รับอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ

เมื่อย้อมในกระดาษใหม่จะออกซิไดซ์ปรากฏสีฟ้า , สีแดงหรือสีเขียว ( ขึ้นอยู่กับที่ย้อมเป็นสีอะไรในกระดาษ) เมื่อย้อมบางส่วนลดลง สีบนพื้นที่เหล่านั้นก็จะหายไป การควบคุมทั้งสองปฏิกิริยาทำให้มันเป็นไปได้ที่จะพิมพ์ , ลบและใช้กระดาษใหม่

เริ่มที่ฐานของ " กระดาษ " ที่ใช้ในการศึกษา เป็นพลาสติกใส ที่ได้รับอนุญาตให้แสดงวิธีกระดาษทำงานแต่เทคโนโลยีนี้ยังสามารถใช้กับ กระจก หรือ กระดาษธรรมดาชนิดที่ทำจากเยื่อไม้ ตราบใดที่แต่ละที่มีสีและส่วนประกอบทางเคมีที่ใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ .

มันทำงานยังไง
กระดาษเริ่มต้นออก ด้วยทั้งหมดของสีออกซิไดซ์และสี ขนาดผลึกนาโนของไทเทเนียมไดออกไซด์ - แต่ละรอบ billionth-of-a-meter ขนาด - ครอบคลุมพื้นผิวของกระดาษ .

พิมพ์สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ปกกระดาษสีทึบด้วยคำพูดหรือภาพที่พิมพ์บนดูจากฐาน คุณอาจคิดว่ามันเป็นลายฉลุ หรือหน้ากาก ต่อมานักวิทยาศาสตร์เปิดโปงหน้ากากผิวอัลตราไวโอเลต ( UV ) แสง แสงที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาการลดในส่วนของกระดาษที่ไม่ได้แรเงาโดยการพิมพ์ จึงลบสีจากส่วนนั้น

เฉพาะจากส่วนที่ได้ถูกปกคลุมด้วยลายฉลุอยู่มืดอธิบาย Yin พื้นที่ดังกล่าวเป็น " พิมพ์ " ดังนั้น เขียนเสร็จ เคมี การใช้แสง กระบวนการทางเคมีช่วยย้อมในทุกพื้นที่ที่ควรจะว่าง

ขนาดเล็กของพื้นผิว nanocrystals ให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ง่ายที่ออกของพวกเขาและในการย้อม ผล หยิน อธิบายว่าเมื่อผลึกจะสัมผัสกับแสง UV " อิเล็กตรอนถูกไล่ออก "

หลังจากนั้น อื่น ๆวัสดุอินทรีย์ในกระดาษให้ขึ้นอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเหล่านั้นกรอก " หลุม " เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนออกจากโมเลกุลของไทเทเนียมไดออกไซด์ ตอนนี้ nanocrystals สามารถทำงานได้อีกครั้ง

เริ่มต้นใหม่ , กระดาษที่ต้องกลับไปเป็นทึบสีแผ่น ออกซิเจนในอากาศ ทำให้มันเกิดขึ้น