多乐游戏记牌器:

  从古人的笔墨抒怀，到后来的激光打印，墨始终是信息记录的关键。而热敏打印的出现，打破了，而热敏打印的奥秘就在热敏纸上。在当代，随着电子通讯事业的发展，热敏纸作为一种成像快速、使用便捷的特种纸张，不仅以传真纸的形式进入寻常百姓家，而且正伴随着数字化转型的浪潮，深入零售、物流、医疗等社会的方方面面（它凭借热量激活显色的特性，省去了换墨、防漏墨的麻烦，降低了印刷成本，如今在超市小票、快递运单等场景中随处可见。

  然而热敏纸的奥秘却鲜为人知，甚至产生了许多传言。热敏纸很“虚”，一刮就消失？热敏纸对人有危害，会“背刺”人类？到底是什么让热敏纸发挥魔力？本文就让各位明白传言是否属实。

  基础纸不参与显色，但却是热敏纸显色的基石。基础纸和普通纸的主要成分都是植物纤维，但是基础纸的纤维长度大、粒径大、脂含量少，普通纸纤维空隙大，表面粗糙度大，就像一个坑坑洼洼的小路(图2)，如果把它作为地基，就没办法保证舞台的平整、稳固。所以如果说基础纸是特种兵，那普通纸就算个新兵蛋子。

  预涂层是热敏纸能否成功显色的重要场地。负责热敏纸显色过程中填平、隔热、增白的重任。预涂层的化学成分复杂，其中碳酸钙占45%~55%，是预涂层的核心骨架。碳酸钙的基本功能是填充纤维空隙。根据纤维空隙的特征不同，碳酸钙的粒径设计也不同(图3)。这样可使综合填充率提高到98%。

  碳酸钙的折射率为1.59，具有有较好的光学性能，可使白度增强。当光线射入碳酸钙颗粒，碳酸钙会匹配纤维素，使蓝光散射增加；且碳酸钙与树脂的折光指数差别小，可减少镜面反射，二者结合就会使白度≥95。那为什么不用折射率更高的二氧化钛(TiO2)呢？根据实验数据，TiO2确实可以使白度提高3%，但TiO2的成本却比碳酸钙高出70%。因此经济实惠的碳酸钙成为了不二选择。

  碳酸钙在预热层中有不可撼动的地位。除碳酸钙之外，预涂层中还有高岭土增加反射率、聚丙烯酰胺做分散剂、硬脂酸钙做润滑剂等。不同成分的精密配比，共同构成了精密功能层——预涂层(图4)。

  热敏涂层是最核心的魔法师，它负责完成无墨显色的魔法。而要完成这项魔法，有三个关键的道具——增感剂、显色剂和无色染料。

  增感剂是热敏涂层的热控引擎，虽然不参与显色反应，但它通过精密的分子设计实现显色温度、速度与稳定性的调控。增感剂最初采用固体蜡，如硬脂酸酰胺（C17H35CONH2）、乙撑双硬脂酸酰胺（C38H76N2O2）。它们在BPA（bisphenol A，双酚基丙烷，C15H16O2）或PHBB（Benzyl 4-hydroxybenzoate，对羟基苯甲酸苄酯,C14H12O3）组成的热敏涂料中，起到了提高反应灵敏度的作用，防止粘笔。随着热敏纸的发展，蜡类以外的很多类型的增感剂也得到了开发和应用。由热敏纸的最终用途决定增感剂的品种选择。如传真用产品，选用熔点较低的增感剂，由于设备热能较低，可促使热敏层在120℃以下的环境下，将较暗的影像反映出来；而显像温度高达180℃的钻井图打印热敏纸可选用熔点较高的增感剂；标签用热敏纸用增感剂，熔点适中[2]。

  显色剂在热头加热时与热敏染料熔融，作为质子给予体而发生显色反应［例：结晶紫内酯（无色）+酸（显色剂，如双酚A）→开环产物（有色，三芳甲烷染料结构）］。它的作用是和成色剂反应，让它的内酯环变成具有共振作用的发色基团。显色剂要求在水中熔点适当、溶解度小、与成色剂有良好的相容性等。显色剂在温度适宜的范围内，具有近似酚类、感热性高、熔点灵敏、兼容性好、反应产物稳定性高等特点的酸性。显色剂大致上可以分为两大类：酚类显色剂和非酚类显色剂。酚性显色剂目前应用场景范围较广，酚性-OH基团是其显色作用的中枢[3]。

  现在使用的无色染料，大多数都是一些荧烷系的化合物(图5)。无色染料选择一般要求：常温下稳定，不会在空气中被氧化而变色，与显色剂反应快、显色浓度高、色相稳定等，这些都是无色染料的选用要求。热敏记录纸技术以无色染色为核，是十分重要的原因。但是，由于化学材料适用的范围较少，所以没有过多的选择余地。只有当温度达到它的熔点时，显色反应才会发生[4]，因为无色染料的熔点对提升灵敏度的影响是最直接的。

  美中不足的是，热敏纸上的打印内容会跟着时间的推移逐渐消失。因为无色染料为内酯结构，开环后变为有色，但是这种结构不稳定，在一定条件下它又会发生闭环，因此导致颜色褪去。所以在使用低熔点无色染料时，一定要注意热敏纸的保存。针对这一缺点，人们研制了新型热敏纸PTM（Plain thermax），这种纸采用可逆相变材料PCM（Phase change material），加热时PCM由固态变为液态，释放包覆的纳米显色材料，快速显色，冷却后重新固化，锁定显色状态(图6)。但是PTM热敏纸成本比较高，显色速度慢。现在主要使用在于高端物流，冷链标签等，平时超市小票等用普通热敏纸足以满足大家需求。

  从热敏纸的制作材料中显而易见，大部分材料都是健康无毒的。可能对人类造成了严重的伤害的就是显色剂中含有的BPA。BPA作为一种双酚类物质，有微量的毒性，可能会对内分泌产生一定的影响，但是通常要大量进入人体才会造成了严重的伤害。而且现在已然浮现了无酚显色剂，所以热敏纸对人类本身的危害微乎其微，为了彻底避免危害，收银员、孕妇等人群在接触时可佩戴手套。

  虽然热敏纸对人类本身的影响微乎其微，但是对环境的影响却不可忽视(图7)。因热敏纸上化学成分过多，想要回收需经特殊处理，成本比较高。据统计，全球仅有15%的热敏纸被专业回收，其余多填埋或焚烧处理，而热敏纸中的化学成分渗入土壤中难以降解，会对环境能够造成不可逆的破坏。要解决这一现状，就要做到优秀垃圾分类，采用专业手段回收热敏纸。

  诞生于20世纪的热敏纸，如今已悄然渗透进我们生活的每个角落，从电影票，高铁票到试卷答题卡、医院挂号单再到物流单，无不渗透着它的影子。它的魅力在于，用简单的物理化学反应，便捷、低成本地实现了信息传递。然而，面对日渐增长的需求，环保等问题也随之而来，现在人们急需解决的是：使用无酚化显色剂解决健康问题、使用可逆显色技术开启循环经济……希望能够通过人类不懈的努力，未来热敏纸能在持久与环保之间架起一座桥梁。

  耿钰菡，现为郑州市五十三中学生，热爱文学与社会科学，擅长写作与跨学科思考，热情参加学术社团活动，为“郑州市五十三中化学社团”成员，主导完成“紫甘蓝变色”课题研究。

  稿件 “无墨亦成书的魔力：探寻热敏纸的显色奥秘”主要介绍了热敏纸的组成，特点以及对人类社会的影响，作为科普作品，其选题较好，贴近生活且具有一定科学意义，书写也比较流畅，但文中部分语句不够准确，可以做适当修改。

  2.文中“且碳酸钙与树脂差值小，可减少镜面反射”可改为“与树脂的折光指数差别小。。。”

  3.文中提到“碳酸钙pH值为9.5到10.5”，这种观点不准确，这里用碳酸钙水分散液较好。碳酸钙本身虽能中和酸性物质，但自身水中溶解度很低，一般以分散悬浮液为主。

  4.“常温下稳定，不氧化于空气中变色”，应改为“常温下稳定，不会在空气中被氧化而变色”。

  5.“。。。但是PTM热敏纸成本比较高，显色时间慢。”可改为“显色速度慢”。

  6.建议增加部分化学物质的分子结构式，如双酚A。若能，建议增加部分化学方程式描述显色过程。

  7.部分图片的真实性建议确认下，如纸张的微观结构图，建议使用真实科学图片较好。