无需回炉重造重复利用纸张，50℃下加热几分钟只需实现纸张复用

Nanocrystals for Rewritable Light-Printing）为题[1]，出版在 Angewandte Chemie International Edition上（IF 15.3）。殷塔城担任通讯创作者，阿赫·阿雷萨（Rashed Aleisa）博士担任第一创作者。

示意图 | 关的学术论文（比如说：Angewandte Chemie International Edition）

两位审稿人都视为这项弱势群体活动更为有一新意，并且有重要的应用领域前景。殷塔城声称：“学术论文在新潮一个月内以后收到了主笔和审稿人的正面回复，在提交修改稿后的一个礼拜以后再加功接收并出版。整个新潮操作过程更为如愿，反映了主笔和审稿人对这个弱势群体活动的认可。”

加进氨间隙技术开发，是达再加目标的关键

据介绍，TiO2 是一种类似的半导体还原剂，其价带上的静电吸收了见亮之后可以基态到导带上，再加亮生静电，在价带上留下亮生自由电子，形再加静电和自由电子的分离。静电很强转化再加性，而自由电子很强钾化性，它们可以分别参与到钾化转化再加质子化总括。

对于一般的 TiO2 还原剂，亮生静电-自由电子对再一以后会复合，比较难以运用它们来引发质子化。为解决这个难题，该制作团队内部设计塑料时在制度化之前加进一些自由电子牺牲剂（不易被钾化的物质，比如醇），这样 TiO2 以后能导致更加多的亮生静电。

由于制度化之前未额外的钾化剂，这些亮生静电就和砷化镓本身质子化，将暗红色的 Ti4+转化再加白色的 Ti3+，这以后是砷化镓涂抹的原因。而在有钾条件下，这些白色的 Ti3+很不易以后能被钾化回 Ti4+。因此，一般而言来说这种变黑在有钾条件下很不稳定。

其实，在常规的研究者之前，课题组就已断定在 TiO2 固态薄膜多肽操作过程加进的甲醇可以表层在 TiO2 表层，不可忽视自由电子牺牲剂的效用。而在这次的研究者之前，该制作团队希望运用这个原理，并且放大牺牲剂的视觉效果，而达到这个目标的关键是加进氨间隙技术开发。

氨间隙一方面调节了 TiO2 的间隙结构，提高了导致亮生静电-自由电子对所并不需要要的能量，另一方面可以在 TiO2 表层导致许多钾空位，这些钾空位能以化学效用表层更加多酯类分子作为自由电子牺牲剂。因此，多样的亮生静电可以轻松地将 Ti4+转化再加 Ti3+，使得 TiO2 固态晶可以在低功率的见亮远红外线下，于数秒内以后由白涂抹。

此外，氨间隙 TiO2 固态薄膜表层还通过物理效用表层许多未质子化的酯类分子，这些分子阻碍了钾气与 TiO2 直接碰触，从而合理地避免 Ti3+的钾化，所以变黑制度化能在大气条件下下都数同一时间。

（比如说：Angewandte Chemie International Edition）

研究者之前，课题组引入低温分解的原理多肽 TiO2 薄膜。以尿素作为氨源，甲醇为乙醇，在 50℃ 下注入乙腈。乙腈会和甲醇紧密结合，并分解生再加带有酯类基团的砷化镓，在 220℃ 低温下必要性缩聚，导致结晶度良好的 TiO2 固态薄膜。

这个催化原理再加品组再加不复杂，质子化操作过程也很单纯，仅并不需要 3 同一时间左右以后可完再加质子化。迄今为止，殷塔城制作团队仅尝试了研究小组需求量的催化，塑料值得注意更为好。

从多肽原理上来说，扩充催化需求量是未难题的。“当然，要构建真正的产业级生产线，还并不需要要更加多的考虑工艺的构建，比如如何混多肽品、质子化釜里的传热、如何提高生产线效率及提高能源消耗等难题，这些就交给物理化学的专家们来研究者吧。”殷塔城声称。

实际上，该制作团队在一开始并未想法过砷化镓可以在无并不需要任何染色的情况下以后可以稳定变黑，尽管他们直到现在掩蔽到 Ti4+可以转化再加白色的 Ti3+，文献上也有很多关的报道。原本思路一直是以砷化镓为还原剂，引发染色或铅笔的还原变黑质子化。

另外一方面，间隙是改变半导体固态带电粒子间隙结构的一种合理原理，故此该制作团队好好了一系列的基础研究者，尝试了大约 20 种合金和非合金元素的间隙，想解开跟染色或铅笔钾化转化再加电化学匹配的间隙结构的 TiO2 固态带电粒子。当他们用氨间隙的 TiO2 带电粒子完再加见亮还原染色变黑质子化时，断定放在后面用来好好对比的 TiO2 原液没想到涂抹了。

虽然一开始有点不解，但他们觉得很激动，因为这些相异寻常的现象背后往往背后着期望在其之前。该制作团队随即将研究者重点转变为氨间隙 TiO2 变黑的机理上，仔细思考后再一找到了合理的解释，并把结果总结再加学术论文出版。

跟很多其它的科研弱势群体活动一样，这项制度化的再加功断定，有偶然因素在里面，但巧合的是，课题组再加员敏锐地抓住了其之前的期望，并且充分挖掘一新制度化的优点，将其转变再加了一种牢靠的变黑原理。

（比如说：Angewandte Chemie International Edition）

兼顾更加多“1+1>2”的应用领域潜力

彩色的变黑物理现象是一个很奇怪的点。实际上，他们在常规的研究者之前，就可以构建相异暗红色的变黑质子化，原理上和这次的弱势群体活动有相通之处。均可以将砷化镓固态薄膜和一些染色混合在一起，在见亮远红外线下，砷化镓导致的亮生静电可以将抑制染色的转化再加质子化，从而构建有色与无色之间的暗红色发生变化。该制作团队之前构建过红色，绿色和蓝色染色的遮盖，视觉效果不太好。

迄今为止，该课题组正要继续研究者的是：一方面是能否运用染色和铅笔来方以后地构建同一墨水上的线状套印，另一方面是追寻能否在无并不需要额外添加染色的情况下，就能构建多种暗红色的调控。另外，紧密结合这个制度化可以导致长寿命亮生静电的特点，还可以完再加很多延申的应用领域，比如他们正要开展运用砷化镓来还原转化再加产业废水之前的硫酸，来导致在现代工农业生产线之前很强广泛用处的氯。

另外，通过与相异的合金盐溶液紧密结合，还可以在举例来说表层打印出固态级别的合金塑料，从而将合金的特性紧密结合上来，常用亮驱制动器、太阳能蒸发器等更加多奇怪的应用领域，构建“1+1>2”的风险。

-End-

参考资料：

1、Rashed Aleisa, Ji Feng, Zuyang Ye, Yadong Yin, Rapid High-contrast Photoreversible Coloration of Surface-functionalized N-doped TiO2 Nanocrystals for Rewritable Light-Printing, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

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