Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) представили технологию производства термобумаги для чеков, билетов и этикеток на основе древесных компонентов — без использования токсичных бисфенолов.
Термобумага широко применяется в рознице, логистике, медицине и транспорте. Мировой рынок этой продукции в 2022 году оценивался примерно в 4 млрд долларов и, по прогнозам, вырастет до 6 млрд к 2030 году. Однако традиционные покрытия для термобумаги содержат бисфенол А (BPA) или бисфенол S (BPS) — вещества, способные нарушать гормональную регуляцию и накапливаться в окружающей среде и организме человека.
Задача замены бисфенолов долгое время считалась технологически сложной: альтернативные материалы должны быть стабильными при хранении, работать при строго заданных температурах печати, обеспечивать чёткое изображение и оставаться экономически оправданными. Ранее предложенные биоматериалы, как правило, не соответствовали этим требованиям.
Команда EPFL решила эту проблему, использовав лигнин, полученный из древесины с сохранением его структуры. Для повышения качества печати исследователи применили метод последовательного фракционирования с использованием альдегидов, который позволяет получать более светлые и химически однородные фракции лигнина, пригодные для нанесения тонких покрытий.
В качестве сенсибилизатора — компонента, ускоряющего реакцию проявления цвета при нагревании, — учёные использовали диформилксилозу, полученную из растительных сахаров, отказавшись от нефтехимических аналогов. Полученные покрытия были нанесены на бумагу и протестированы как в лабораторных условиях, так и на промышленных термопринтерах.
Испытания показали, что бумага на основе лигнина обеспечивает чёткую и устойчивую печать, сопоставимую с коммерческой термобумагой. Образцы сохраняли читаемость изображений после нескольких месяцев хранения при дневном свете, а напечатанные элементы оставались различимыми даже спустя год. По уровню контрастности материал пока уступает полностью оптимизированным промышленным аналогам, но уже соответствует характеристикам бумаги с BPA.
Отдельное внимание исследователи уделили безопасности. Анализ показал, что эстрогеноподобная активность лигниновых проявителей в 100–10 000 раз ниже, чем у бисфенола А, а сенсибилизатор на основе сахара не продемонстрировал токсического или гормонального воздействия.
