Wissenschaftler der ITMO-Universität, der Moskauer Staatlichen Technischen Universität Bauman und der Universität Toronto haben eine Geltinte entwickelt, die bei Bestrahlung mit monochromer Strahlung verschiedener Wellenlängen Licht aussendet. Dadurch lassen sich beim Aufbringen von Etiketten auf Produkte komplexe Bilder erzeugen. Die Wissenschaftler sind der Ansicht, dass ihre Erfindung einen weitaus höheren Fälschungsschutz bietet als die bisherigen Gegenstücke. Die Ergebnisse werden in dem Artikel Advanced Functional Materials hervorgehoben "Multicolored Nanocolloidal Hydrogel Inks"
Die Erfindung basiert auf nanokolloidalen Systemen, die durch ionische Gelierung von Nanopartikeln mit unterschiedlichen Ladungen hergestellt werden. Sie enthalten unterschiedlich geladene Polymerpartikel auf Poly(ethylmethacrylat)-Basis, was dem Material nicht nur Plastizität, sondern auch die Fähigkeit zur Selbstwiederherstellung verleiht. Die so hergestellten Gele können sowohl für 2D-Abbildungen als auch für den mehrschichtigen 3D-Druck verwendet werden, was zahlreiche Einsatzmöglichkeiten bietet: von der Herstellung funktioneller biologischer Materialien und Filme bis hin zum Druck optisch aktiver Strukturen. Zu den letzteren Anwendungen gehört der Schutz vor Fälschungen.
Die an der Universität ITMO entwickelten Tags können nicht nur auf ebenen Oberflächen, sondern auch auf solchen mit komplexer Geometrie oder Morphologie angebracht werden. Erwähnenswert ist auch, dass diese Methode nicht nur umweltfreundlich und kostengünstig, sondern auch sicher für Kunden und Produkte ist. Es kann für die Kennzeichnung von Kleidung verwendet werden, da es die Stoffe nicht beschädigt und die Etiketten mit organischen Lösungsmitteln leicht entfernt werden können. Es kann auch in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden: Die Etiketten sickern selbst durch dünne Membranen nicht durch, so dass sie auch in Lebensmittelverpackungen verwendet werden können.
Die Wissenschaftler des ChemBio-Clusters des ITMO konzentrierten sich auf die letztgenannte Anwendung, da der Schutz vor Fälschungen nicht nur vielversprechend, sondern auch relevant ist.
"Die Hersteller verlieren über 20 % ihrer Einnahmen durch Fälschungen. Aber in Wahrheit ist dies auch ein Problem für die Kunden - ob es sich nun um Lebensmittel oder Kosmetika handelt, gefälschte Waren können der Gesundheit schaden. Deshalb sind alle Methoden gefragt, die helfen, Fälschungen zu bekämpfen. Gegenwärtig konkurrieren die Hochfrequenzmethoden mit den klassischen Methoden der versteckten Bilder. RFID-Etiketten verwenden seltene Erdmetalle, die auch in der Elektronik usw. verwendet werden; sie werden derzeit zur Kennzeichnung gehobener Waren verwendet und eignen sich nicht für die Massenproduktion. Außerdem sind sie umweltschädlich, und heute liegt der Schwerpunkt auf grüner Technologie und erneuerbaren Quellen", erklärt Egor Ryabchenko, einer der Autoren der Forschungsarbeit und Masterstudent am ChemBio Cluster des ITMO.
Das Schutzniveau wird dadurch erhöht, dass die Nanopartikel des Gels unterschiedliche optische Aktivitätsniveaus aufweisen, d. h. sie beginnen zu leuchten, wenn sie Licht unterschiedlicher Wellenlängen ausgesetzt werden. Dadurch lassen sich komplexe, kombinierte Muster erzeugen, die schwerer zu fälschen sind.
"Mit dieser Technologie können wir mehrschichtige versteckte Muster erzeugen, die nur bei unterschiedlichen Wellenlängen sichtbar sind. Selbst wenn es den Tätern gelingt, einen Teil des Etiketts zu fälschen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie den anderen Teil nicht fälschen können. Außerdem ist der Unterschied zwischen dem Originalmuster und dem gefälschten Muster sofort erkennbar.
Da es sich bei jedem Bild um eine optisch aktive Struktur handelt, können wir darüber hinaus die Palette der für ihre Analyse und Überprüfung verwendeten Methoden erweitern. Es kann sich zum Beispiel um einen Strichcode oder einen QR-Code handeln, der nur im UV-Licht zu sehen ist, und seine invertierte Version - nur im Licht einer anderen Wellenlänge", erklärt der Forscher.
Die Wissenschaftler planen, weiter mit der Tintenformel zu experimentieren, um sie an die Bedürfnisse bestimmter Branchen anpassen zu können. Durch eine Änderung der Formel kann die Tinte in Bezug auf die Wärmebeständigkeit (was für die Hersteller von Elektronik und Geräten von Nutzen sein kann) oder in Bezug auf die Plastizität (was für die Kennzeichnung von Kleidung relevant ist) verbessert werden.
Weitere Informationen finden Sie unter:
https://news.itmo.ru/en/science/new_materials/news/12164 [This is automatically translated from English