Forskare från ITMO-universitetets ChemBio Cluster har utvecklat en bläckstråleutskriftsteknik som gör det möjligt att producera bilder som bara kan ses i polariserat ljus — som när du använder en smartphoneskärm. Den nya tekniken kommer att hjälpa tillverkare att skydda sina produkter från förfalskning. En artikel om tekniken publicerades i ACS Applied Material Interfaces .

För att uppnå dessa resultat, forskarna har ägnat fem år åt att arbeta på ett sätt att använda lösningskemimetoder för att tillämpa högupplösta organiserade nanostrukturer. Till stor del, förmågan att producera bilder som är osynliga för blotta ögat beror på skapandet av speciellt kolloidalt bläck baserat på cellulosapartiklar i nanoskala som kan orientera sig på en yta på ett speciellt sätt.

"Marknaden för tryckmaterial som kan skydda produkter från förfalskning och förfalskning växer i geometrisk takt. För detta ändamål, tillverkare använder olika QR-koder och datasignaler, men det vore att föredra att ha metoder som är mer tillgängliga och inte kräver stora investeringar. Att använda bläckstråleutskrift kan göra processen att starta produktionen av förpackningsmaterial betydligt enklare, men det kräver seriös flerårig forskning om bläckets kemiska sammansättning, " förklarar Alexander Vinogradov, chef för ITMO Universitys ChemBio Cluster.

Även om fördelningen av nanopartiklar är kaotisk under vanliga förhållanden, användningen av denna speciella inkjet-utskriftsmetod resulterar i en nanoarkitektur där partiklarna är strikt parallella i förhållande till varandra. Tjockleken på sådana beläggningar, som bildas när bläck sätter sig, är vald för att tillåta vissa optiska fenomen som observeras under polariserat ljus. Således, den färgglada optiska responsen från den utskrivna bilden kan enkelt observeras genom vilken LCD-skärm som helst, inklusive en smartphone.

"Denna effekt uppnås genom att programmera nanopartiklarna som finns i lösningen; vi genomsyrar dem med vissa egenskaper i förväg, känna till deras laddning och jonkraft, egenskaperna hos lösningen och med tanke på vad dessa parametrar måste vara under utskrift, " säger Alexander Vinogradov. "Med allt detta i åtanke, vi väljer rätt koncentration av bläck och modifierar det så att nanopartiklarnas dynamik och deras ömsesidiga attraktion och avstötning inte skulle tillåta dem att distribueras kaotiskt, montera dem parallellt med varandra istället."

Alla transparenta fullfärgsbilder kan skrivas ut på detta sätt – ett antal, bokstav eller en logotyp. Dessa vattenstämplar kan potentiellt användas för ökad säkerhet för produkter, sedlar, biljetter, och liknande föremål.