Desde hace mucho tiempo, los científicos pueden utilizar la madera para fabricar cascos, baterías e incluso coches deportivos. Ahora están centrando su atención en el papel térmico, que casi todo el mundo toca todos los días pero que a poca gente le importa. Se espera que este cambio reduzca silenciosamente y de manera significativa los riesgos ambientales y para la salud.
El papel térmico es el material básico para diversas facturas y recibos, como recibos de supermercado, facturas de restaurantes, entradas de cine, tarjetas de embarque, etc. Su característica es que la superficie del papel está recubierta con un recubrimiento químico especial, que puede desarrollar color al calentarlo sin necesidad de tinta. No sólo puede preservar la información durante mucho tiempo, sino que también facilita la producción a gran escala y de bajo costo. Sin embargo, este recubrimiento suele contener sustancias químicas tóxicas como el bisfenol A (BPA) o el bisfenol S (BPS). Cuando el papel térmico se recicla como papel de desecho común, estos venenos se esparcirán al agua y al suelo. También se han detectado componentes relacionados en personas que han estado en contacto frecuente con recibos durante mucho tiempo. No se pueden ignorar los riesgos ambientales y para la salud.
No es fácil desarrollar materiales alternativos. El nuevo papel térmico debe tener múltiples propiedades de desarrollo del color cuando se calienta, no debe decolorarse fácilmente, tener un precio bajo y ser respetuoso con el medio ambiente. Un equipo de investigación de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza propuso recientemente una nueva solución: usar lignina en la madera combinada con un sensibilizador derivado de azúcares vegetales para preparar un recubrimiento funcional para papel térmico, reduciendo así significativamente la toxicidad sin cambiar el proceso de impresión térmica existente.
La lignina es el "pegamento" que se encuentra naturalmente en la madera y que mantiene unidas las fibras de la madera, pero que a menudo se desecha como residuo en las industrias del papel y la madera. Los investigadores descubrieron que la lignina en sí misma contiene grupos químicos que pueden actuar como agentes reveladores del color. Su mecanismo de funcionamiento es similar al sistema de desarrollo de color de los recibos y billetes tradicionales, y puede cambiar de color cuando se calienta. El problema es que la lignina no tratada tiene una estructura compleja y un color más oscuro, lo que la hace inadecuada como recubrimiento para papel que requiere un fondo claro.
Con este fin, el equipo utilizó un método llamado "fraccionamiento secuencial asistido por aldehídos" para procesar la lignina y obtener un material de lignina con un color más claro y una estructura más adecuada para su uso como polímero. Luego combinaron este polímero de lignina con un sensibilizador derivado de azúcares vegetales para hacerlo más activo a las altas temperaturas requeridas para la impresión térmica. Luego mezclaron los dos en una fina capa y la aplicaron a la superficie del papel, logrando finalmente un nuevo tipo de papel que se puede utilizar directamente en impresoras térmicas estándar.
Los resultados de las pruebas muestran que este recubrimiento a base de lignina es sostenible y muy duradero: el recubrimiento permanece estable después de estar expuesto a la luz solar directa durante varios meses y las palabras impresas siguen siendo legibles después de un año de almacenamiento. En términos de toxicidad, aunque el recubrimiento de lignina no es completamente inofensivo, su nivel de toxicidad es de dos a cuatro órdenes de magnitud menor que el del BPA, mientras que los sensibilizadores a base de azúcar no muestran ninguna toxicidad y el riesgo general se reduce significativamente.
En la actualidad, el papel térmico de base biológica todavía tiene la desventaja de que el contraste no es tan bueno como el de los recibos tradicionales, lo que significa que el contraste en blanco y negro del papel impreso es débil, lo que afecta la legibilidad. El equipo de investigación aún necesita continuar optimizando la fórmula y el proceso para mejorar la calidad de la imagen y lograr la producción industrial. Se han publicado artículos de investigación relevantes en "Science Advances". Los investigadores creen que a medida que la tecnología madure, se espera que este método de utilizar residuos de la industria maderera para preparar papel térmico más seguro se utilice ampliamente en soportes diarios como facturas y recibos, y reducirá significativamente la emisión y exposición a sustancias químicas tóxicas sin cambiar los hábitos de los usuarios.