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作品摘要:

发明了一种可重复使用的新型纸，当受控的紫外光照射其表面时，其表面的光致变色材料发生光化学还原反应，被照部分出现颜色，形成文字和图案，其它部分仍保持背景色,书写和打印过程中紫外光起到"笔"的作用。将这种纸自然放置于空气中时，变色材料与空气中的氧气发生氧化反应并失去颜色，纸也就恢复回未打印的原始状态，从而实现重复使用。为验证所发明的纸的使用情况，还设计制造了相应打印装置。用该打印装置在所发明的纸上打印，字迹清晰，分辨率高，经过自然放置20-30小时后完全褪色并能再次正常使用，实验中所发明的纸重复使用超过10次后仍能保持良好的打印书写效果。应用光致变色、普朗克公式和激光振镜控制方法等原理，运用控制变量法、正交实验法等科学方法开展了变色材料制备和筛选、变色材料与纸张的复合、打印装置的设计制作等工作。发明的特点：1.项目灵感来源于中学课堂；2.涉及光学、化学、环境学和工程学等多学科；3.通过实验验证了效果；4.具备产业化推广前景。在资源日趋紧张、环境日益恶化的今天，这种新型纸有望替代传统纸张以满足日趋增长的需求，不仅符合我国绿色发展的目标，又符合可持续发展的长远规划。

 

作品设计思路:

据有关调查,纸质文件中45%左右是"一次性"的,很多文件阅读一次后就被送往废纸篓，利用率极低。在《走近科学》的一期节目中我了解到将一部分纸张重复使用是提高纸张的利用率的有效手段，我想：可不可以发明一种成本低廉简单耐用的新型可重复使用纸？最重要的启示来自一堂化学课，老师在讲述卤族元素的化学性质时介绍了变色镜片的原理，我想：可不可以利用变色眼镜的原理来制造我想要的新型可重复纸张？眼镜变色的现象叫做光致变色现象，可以发生这种变色现象的材料叫做光致变色材料。我判断：如果将合适的某种光致变色材料复合到纸张上，并用除可见光外的光线进行可控制的选择性照射，就能在纸上形成文字或图案，实现打印和书写。要想真正制得可重复使用纸，要在光源选择、材料确定与配制、纸张制备、装置设计制造和书写打印实验等五个方面开展工作。通过检索和查新，没有发现类似的技术，证实了我思路的原创性。本发明中光源选择紫外激光，材料选择多酸类化合物与含活性基团的有机化合物构成的给体-受体电荷转移化合物，纸张采用溶液浸润方法制备，通过改造激光打标机制得打印实验装置对纸张性能进行了验证，同时也可以用激光笔直接书写文字并重复使用。