据科技日报11月22日消息，11月16日，吉林大学化学学院、超分子结构与材料国家重点实验室张晓安教授科研团队在无墨喷水打印方面取得突破性进展，其创新成果再次发表在《Nature Communications》杂志上。无墨喷水打印技术是以水代墨实现打印的技术，核心技术是打印纸，不仅有助于解决目前喷墨打印消费者面临的墨盒堵塞、频繁更换墨盒价格昂贵的问题，还有助于减少环境污染和资源浪费。

原始技术困难重重

2014年1月，《Nature Communications》杂志首次报道了张晓安教授科研团队的无墨喷水打印技术，引起海内外专家学者、业内同行和国际国内主流媒体的高度评价和广泛关注。

无墨喷水打印技术虽然优势很多，然而，由于之前的水致变色可重复打印纸都是基于单一的水致变色染料体系，每当需要一种新的颜色的可重复打印纸时，往往需要设计、合成新的水致变色染料，随之而来的是较复杂的合成技术、较高的成本以及较长的周期。

其中，对于黑色水致变色染料开发尤其困难。此外，字迹保留时间短，以及基材的耐水性也是制约该项技术实际应用的技术瓶颈。

新技术好处多多

针对原始技术的瓶颈，张晓安科研团队受生命体系的启发，巧妙地将单一水致变色染料体系扩展为由酸致变色染料和显色剂构筑的双分子水协同变色体系，遇水前染料和显影剂不发生显色，遇水后显影剂与染料发生作用而显示颜色（图a）。通过选用不同颜色人酸致变色染料，便可实现不同颜色的水显色，这使得可重复擦写纸的颜色拓展简单化（图b）。

图a：水致变色可重复擦写纸（右）与前期工作（左）的机理意图；图b：不同颜色喷水打印显示实物图

“由于所用到的酸致变色染料及显影剂大多已实现工业化生产，可以直接购买得到，免去了繁复的合成过程，大大降低了水致变色可重复擦写纸制备成本。“项目负责人介绍，尤其通过购买市售的黑色染料，便可非常简单地实现了人们期盼已久的黑色喷水打印显示。

新的黑色水致变色可重复打印纸，经喷水打印所获得的黑色的色彩度和色纯度非常高，基本可以与现有的黑色喷墨打印相媲美，字迹保留时间可以几个月至半年。当然，这期间，也可以随时通过打印机的加热程序对信息进行擦除。

黑色喷水打印过程及打印效果图

产业化将不是梦

为了快速推进无墨喷水打印技术的产业化进程，早日实现产品市场化推广，张晓安科研团队与中国航天科技集团公司旗下的乐凯医疗科技公司开展了深度合作，实现了基于高强度、强耐水性的水致变色可重复擦写纸的制备，显著地提高了纸张循环使用性能，并可以实现大规模的机械化生产。

车间照片及黑色喷水打印效果图

另剧了解，此项研究进展为绿色环保无墨打印技术完成从实验室到市场化奠定了坚实的基础。相关技术，已申报并获国内发明专利和美国发明专利授权。