Científicos de la Universidad ITMO, la Universidad Técnica Estatal de Moscú Bauman y la Universidad de Toronto han desarrollado una tinta de gel que emite luz cuando se expone a una radiación monocromática de varias longitudes de onda. Esto permite crear imágenes complejas al aplicar las etiquetas a los productos; los científicos creen que el nivel de protección contra la falsificación que ofrece su invento es mucho mayor que el de los homólogos existentes. Los resultados se destacan en el artículo de Advanced Functional Materials "Multicolored Nanocolloidal Hydrogel Inks"
La invención se basa en sistemas nanocoloidales producidos mediante la gelificación iónica de nanopartículas con diferentes cargas. Contienen partículas de polímero a base de poli(metacrilato de etilo) con diferentes cargas, lo que confiere al material no sólo plasticidad, sino también la capacidad de autorreparación. Los geles producidos de este modo pueden utilizarse para la creación de imágenes en 2D, así como en la impresión multicapa en 3D, lo que ofrece muchas perspectivas para su uso: desde la creación de materiales y películas biológicas funcionales hasta la impresión de estructuras ópticamente activas. Entre las aplicaciones de estas últimas está la protección contra la falsificación.
Las etiquetas desarrolladas en la Universidad ITMO pueden aplicarse no sólo en superficies planas, sino también en aquellas con geometría o morfología compleja. También cabe mencionar que este método no sólo es ecológico y asequible, sino también seguro tanto para los clientes como para los productos. Puede utilizarse para etiquetar ropa, ya que no daña los tejidos y las etiquetas pueden eliminarse fácilmente con disolventes orgánicos. También puede utilizarse en la industria alimentaria: las etiquetas no se filtran ni siquiera a través de membranas finas, lo que permite utilizarlas en el envasado de alimentos.
Los científicos del clúster ChemBio del ITMO se centraron en esta última aplicación, ya que la protección contra la falsificación no sólo es prometedora, sino también relevante.
"Los fabricantes pierden más del 20% de sus ingresos por la falsificación. Pero la verdad es que también es un problema para los clientes: si hablamos de alimentos o cosméticos, los productos falsificados pueden ser perjudiciales para la salud. Por eso, cualquier método que ayude a hacer frente a las falsificaciones es muy demandado. Por ahora, hay una competencia entre los métodos de radiofrecuencia y los más clásicos de imágenes ocultas. Las etiquetas RFID utilizan metales de tierras raras, que también se emplean en la electrónica, etc.; actualmente se utilizan para marcar productos de alta gama y no son muy buenos para la producción en masa. Además, son perjudiciales para el medio ambiente, y hoy en día se apuesta por la tecnología verde y las fuentes renovables", comenta Egor Ryabchenko, uno de los autores de la investigación y estudiante de máster en el clúster ChemBio de ITMO.
El nivel de protección aumenta gracias a que las nanopartículas del gel tienen diferentes niveles de actividad óptica; en pocas palabras, empiezan a brillar cuando se exponen a la luz en diferentes longitudes de onda. Esto permite crear patrones combinados complejos que son más difíciles de falsificar.
"Según esta tecnología, podemos crear patrones ocultos de varias capas que sólo pueden verse en diferentes longitudes de onda. De este modo, aunque los delincuentes consigan falsificar una parte de la etiqueta, es muy probable que no puedan falsificar la otra. Es más, la diferencia entre el patrón original y el falsificado será inmediatamente evidente.
Además, gracias a que cada imagen es una estructura ópticamente activa, podemos ampliar la gama de métodos utilizados para su análisis y verificación. Por ejemplo, puede tratarse de un código de barras o un código QR que sólo puede verse con luz ultravioleta, y su versión invertida, sólo con luz de otra longitud de onda", explica el investigador.
Los científicos tienen previsto seguir experimentando con la fórmula de la tinta para poder ajustarla a las necesidades de sectores específicos. Cambiando la fórmula, la tinta puede mejorarse en términos de resistencia térmica (lo que puede ser útil para los fabricantes de aparatos electrónicos y equipos), o en términos de plasticidad (lo que es relevante para el etiquetado de la ropa).
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https://news.itmo.ru/en/science/new_materials/news/12164 [This is automatically translated from English]