Papír, který se umí sám vygumovat

… je zajímavý nejen pro špiony a rozvědné služby. Za jeho speciální vlastnosti může samozřejmě (a vás to nepřekvapí) fyzika a chemie. (délka blogu 3 min.)

Papír je materiál, kterému svěřujeme velké množství informací. Od běžné knihy s klasickým papírem očekáváme, že zůstane dlouhou dobu neporušená. Využití by našel ale také papír, který informaci po určité době sám zničí. A právě takový materiál už existuje. Navíc se dá používat znovu a znovu - dá se na něj psát tak dlouho, dokud se nezničí aktivní vrstva, kterou je pokrytý.

Aktivní povlak

Za to všechno může … fyzika a chemie - v tomto případě fotoresponzivní materiál, který reaguje na ozáření světlem. Využití materiálu citlivého na světlo není zrovna nová technologie - je na ní založená klasická fotografie. Na rozdíl od ní jsou ale zmiňované moderní materiály schopné informaci zase po určité době vymazat. A to ještě není všechno. Tímto způsobem se už podařilo vytvořit dokonce barevné snímky. 

Vědci, kteří o objevu informovali v časopise Angewandte Chemie, vyrobili aktivní vrstvu, obsahující nanoskopické kovové částice. Ty se pod vlivem světla shlukují a vytvářejí větší částice. Celý proces je vratný. 

Vědci nejdříve vložili stříbrné nebo zlaté nanočástice do tenkého organického gelového filmu, který pak laminovali. 

Tyto speciální vrstvy jsou buď jasně červené, pokud obsahují částice zlata, nebo žluté, pokud obsahují stříbro. Poté, co byly vystaveny UV záření, mění se barva v exponovaných oblastech - podobně jako reaguje na světlo aktivní vrstvička u klasické fotografie. 

A podobně souvisí i zde intenzita změn s délkou ozařování. 

Filmy obsahující zlato mění barvu postupně z červené na světle modrou, filmy obsahující stříbro ze žluté na fialovou. Vícebarevné obrázky vznikají, když jsou oblasti ozařovány po různou dobu. Vygenerované obrázky nejsou trvalé. Postupně blednou až se úplně “smažou”. 

Princip, na kterém funguje samo-smazatelná fotografie

Jak tento trik funguje? Skutečným kouzelníkem je speciální organický povlak s kovovými nanočásticemi. Ty jsou schopné se shlukovat do nejméně desetkrát větších agregátů, jakmile na ně dopadne UV světlo. Umožňuje to tenká vrstva azobenzenové sloučeniny, která tyto částice obaluje. 

Některé skupiny atomů v molekulách materiálu se pod vlivem UV světla přeskupují. Díky tomu se stávají molekuly mnohem polárnější a vzájemně se přitahují. Nanočástice se pak přednostně hromadí v jednom místě a tvoří větší kulovité agregáty. 

Jejich barva se mění, protože barevný dojem závisí na velikosti vytvořených agregátů. Velikost agregátů zase závisí na době trvání UV záření. Tímto způsobem lze ovládat barvu textu nebo obrázků. 

Ty mimochodem po několika minutách až několika hodinách zase mizí - v závislosti na délce původní expozice UV záření. 

Agregáty částic se postupně rozpadají zpět na jednotlivé kovové nanočástice, protože se skupiny atomů vracejí do původního stavu a tím se ztrácí jejich uspořádání – barva bledne. Dobu zániku lze řídit přesným složením nátěru.

Pokud je potřeba, dá se “vymazání” informace (textu nebo obrázků) urychlit pomocí tepla nebo intenzivního světla - stačí na dokument… posvítit silnou lampou. Po uplynutí pár vteřin je papír čistý a může se použít k expozici dalších textů nebo obrázků. 

Celá věc má samozřejmě jednu nevýhodu. Vzhledem k tomu, že jsou používány drahé kovy, je takový papír … poměrně drahý. 

Zdroj: Bartosz A. Grzybowski et al.; Psaní samovymazávacích obrázků pomocí metastabilních nanočásticových „inkoustů“; Angewandte Chemie 2009, 121, no. 38, 7169-7173