02.06.2022 - University of California, Riverside

Escribir con luz en Titania

Superficies regrabables sensibles a los rayos UV hechas con nanocristales de TiO2 dopados

Los investigadores han conseguido producir un material de revestimiento sobre el que se puede escribir con luz ultravioleta y borrar de nuevo la escritura con oxígeno. Los cambios en el papel reescribible podrían ayudar a reducir los residuos de papel en una amplia variedad de aplicaciones. El material está hecho de tres componentes no tóxicos y se produce en un solo paso de síntesis, según se describe en la revista Angewandte Chemie.

Yadong Yin y su equipo, con sede en la Universidad de California en Riverside (EE UU), se centraron en los nanocristales de titania (TiO2) para producir un sistema sensible a la luz y reescribible. El TiO2 nanocristalino, un semiconductor, se oscurece al ser irradiado con luz ultravioleta (UV) debido a la separación de cargas y la reducción de los átomos de titanio. Lo más importante es que el cambio de color no es permanente, ya que el oxígeno del aire vuelve a oxidar el titanio y provoca la vuelta a la transparencia.

El equipo de investigadores se concentró en mantener el cambio de color durante más tiempo. Utilizaron nitrógeno como dopante, que obtuvieron de la urea, y decoraron los cristales con una sustancia común no tóxica llamada dietilenglicol. Esta sustancia, añadida a la síntesis como disolvente, también desempeñó un papel crucial en el cambio de color; los investigadores observaron que eliminaba el exceso de agujeros de electrones y retrasaba así la reoxidación y la vuelta al estado transparente.

Cuando se aplicaban al vidrio o al papel, los nanocristales formaban una capa uniforme sobre la que se podía escribir con luz ultravioleta. Todo lo que se necesitaba para producir la escritura era 30 segundos de iluminación con una fuente de luz a una longitud de onda inferior a 400 nm. El equipo destacó que no era necesario utilizar una fuente de luz potente; las lámparas del rango de potencia de los LEDs eran suficientes para producir un alto nivel de contraste en el material.

El equipo exploró dos métodos de escritura con luz. En primer lugar, produjeron patrones o texto impreso iluminando el papel o el sustrato de vidrio a través de una fotomáscara. También produjeron escritura a mano alzada utilizando un bolígrafo láser. Ambas opciones daban un patrón de alto contraste que era estable durante muchas horas y que podía borrarse con el calor o desvanecerse lentamente debido a la oxidación. El equipo señala que es posible alargar la vida de la impresión cubriendo la superficie de la película con una capa protectora de un polímero no tóxico, reduciendo su exposición al oxígeno.

La principal ventaja del sistema producido por Yin y su equipo es su reutilización. El estudio demostró que se podían completar hasta 50 ciclos de escritura-borrado sin ninguna pérdida notable de contraste. Esto significa que la tecnología podría aplicarse en diversos campos en los que se requieran superficies reutilizables/reescribibles; por ejemplo, billetes de transporte diario, paneles informativos, almacenamiento de datos o tecnología de sensores. Los autores destacan la sencillez del método de producción, que utiliza materiales de partida comunes y no tóxicos, y el alto grado de compatibilidad con otros materiales.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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