Des scientifiques de l'université ITMO, de l'université technique d'État de Moscou Bauman et de l'université de Toronto ont mis au point une encre en gel qui émet de la lumière lorsqu'elle est exposée à un rayonnement monochromatique de différentes longueurs d'onde. Il est ainsi possible de créer des images complexes lors de l'application d'étiquettes sur les produits. Les scientifiques estiment que le niveau de protection anti-contrefaçon offert par leur invention est bien supérieur à celui des équivalents existants. Les résultats sont présentés dans l'article de Advanced Functional Materials intitulé "Multicolored Nanocolloidal Hydrogel Inks".
L'invention est basée sur des systèmes nanocolloïdaux produits par gélification ionique de nanoparticules ayant des charges différentes. Ils contiennent des particules de polymère à base de poly(méthacrylate d'éthyle) ayant des charges différentes, ce qui confère au matériau non seulement une certaine plasticité mais aussi la capacité de s'auto-régénérer. Les gels ainsi produits peuvent être utilisés pour l'imagerie 2D ainsi que pour l'impression 3D multicouche, ce qui offre de nombreuses perspectives d'utilisation : de la création de matériaux et de films biologiques fonctionnels à l'impression de structures optiquement actives. Parmi les applications de ces dernières figure la protection contre la contrefaçon.
Les étiquettes développées à l'Université ITMO peuvent être appliquées non seulement sur des surfaces planes mais aussi sur celles qui présentent une géométrie ou une morphologie complexe. Il convient également de mentionner que cette méthode est non seulement écologique et abordable, mais aussi sans danger pour les clients et les produits. Elle peut être utilisée pour étiqueter les vêtements, car elle n'endommage pas les tissus et les étiquettes peuvent être facilement retirées avec des solvants organiques. Elle peut également être utilisée dans l'industrie alimentaire : les étiquettes ne percolent pas, même à travers de fines membranes, ce qui permet de les utiliser dans les emballages alimentaires.
Les scientifiques du ChemBio Cluster de l'ITMO se sont concentrés sur cette dernière application, car la protection contre la contrefaçon est non seulement prometteuse mais aussi pertinente.
"Les fabricants perdent plus de 20% de leurs revenus à cause de la contrefaçon. Mais en vérité, c'est aussi un problème pour les clients - s'il s'agit d'aliments ou de cosmétiques, les produits contrefaits peuvent être dangereux pour la santé. C'est pourquoi toutes les méthodes permettant de lutter contre la contrefaçon sont recherchées. À l'heure actuelle, il existe une concurrence entre les méthodes de radiofréquence et les méthodes plus classiques d'images cachées. Les étiquettes RFID utilisent des métaux de terres rares, qui sont également utilisés dans l'électronique, etc. Elles sont actuellement utilisées pour marquer des produits haut de gamme et ne sont pas très adaptées à la production de masse. De plus, elles sont nocives pour l'environnement, et aujourd'hui, l'accent est mis sur les technologies vertes et les sources renouvelables", commente Egor Ryabchenko, l'un des auteurs de la recherche et étudiant en master au ChemBio Cluster de l'ITMO.
Le niveau de protection est accru grâce aux nanoparticules du gel qui présentent différents niveaux d'activité optique ; en d'autres termes, elles commencent à briller lorsqu'elles sont exposées à la lumière à différentes longueurs d'onde. Il est ainsi possible de créer des motifs combinés complexes plus difficiles à falsifier.
"Grâce à cette technologie, nous pouvons créer des motifs cachés multicouches qui ne peuvent être vus qu'à différentes longueurs d'onde. Ainsi, même si les malfaiteurs parviennent à falsifier une partie de l'étiquette, il y a de fortes chances qu'ils ne puissent pas falsifier l'autre. De plus, la différence entre le motif original et le motif contrefait sera immédiatement visible.
En outre, grâce au fait que chaque image est une structure optiquement active, nous pouvons élargir l'éventail des méthodes utilisées pour leur analyse et leur vérification. Par exemple, il peut s'agir d'un code-barres ou d'un code QR qui ne peut être vu qu'en lumière UV, et de sa version inversée - uniquement en lumière à une longueur d'onde différente", explique le chercheur.
Les scientifiques prévoient de poursuivre l'expérimentation de la formule de l'encre afin de pouvoir l'adapter aux besoins de secteurs spécifiques. En modifiant la formule, l'encre peut être améliorée en termes de résistance thermique (ce qui peut être utile aux fabricants d'appareils électroniques et d'équipements), ou en termes de plasticité (ce qui est pertinent pour l'étiquetage des vêtements).
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