Ett papper med ordet "Nanoteknik, ” där olika bokstäverpar är tryckta med olika kombinationer av överlappande nanopartikelbläck. Kredit:Campos-Cuerva, et al. ©2016 IOP Publishing
(Phys.org) – Forskare har visat att genomskinligt bläck som innehåller guld, silver, och magnetiska nanopartiklar kan enkelt screentryckas på olika typer av papper, med nanopartiklarna så små att de sipprar in i papperets porer. Även om det är osynligt för blotta ögat, nanopartiklarna kan detekteras genom de unika sätt som de sprider ljus och genom deras magnetiska egenskaper. Eftersom kombinationen av optiska och magnetiska signaturer är extremt svår att replikera, nanopartiklarna har potential att vara en idealisk teknik mot förfalskning.
Forskarna, Carlos Campos-Cuerva, Maciej Zieba, och medförfattare vid University of Zaragoza i Zaragoza, Spanien, och CIBER-BBN i Madrid, Spanien, har publicerat ett papper om anti-förfalskning av nanopartikelbläck i en ny utgåva av Nanoteknik .
"Vi tror att det skulle vara intressant att sälja till olika tillverkare sitt eget personliga bläck som ger en specifik kombination av signaler, " berättade medförfattare Manuel Arruebo vid University of Zaragoza och CIBER-BBN Phys.org . "Bläcket som innehåller nanopartiklar kan sedan användas för att markera en mängd olika underlag inklusive papper (dokument, etiketter av vin, eller läkemedelsförpackning), plast (bank- eller identitetskort), textilier (lyxiga kläder eller väskor), och så vidare."
Medan tidigare metoder för att använda nanopartiklar som en åtgärd mot förfalskning ofta kräver dyra, sofistikerad utrustning, den nya tekniken är mycket enklare. Forskarna fäste nanopartiklarna på papperet genom standardscreentryck av transparent bläck, och sedan autentiserade proverna med kommersiellt tillgängliga optiska och magnetiska sensorer.
"Vi visade att kombinationen av nanomaterial som ger olika optiska och magnetiska egenskaper på samma tryckta stöd är möjlig, och de resulterande kombinerade signalerna kan användas för att erhålla en användarkonfigurerbar etikett, tillhandahålla en hög grad av säkerhet i anti-förfalskningstillämpningar med enkla kommersiellt tillgängliga sensorer till en låg kostnad, " sa Arruebo.
Ett SEM-mikrofoto av papper tryckt med nanopartikelbaserat bläck, med nanopartiklarna inringade i rött. Kredit:Campos-Cuerva, et al. ©2016 IOP Publishing
Även om nanopartikelbläcket är lätt för forskarna att tillverka, att försöka replikera dessa autentiseringssignaler skulle vara extremt svårt för en förfalskare eftersom signalerna härrör från de mycket specifika fysikaliska och kemiska egenskaperna hos nanopartiklarna. Replikera den exakta typen, storlek, form, och ytbeläggning kräver mycket exakta tillverkningsmetoder och en förståelse för korrelationen mellan signalerna och dessa egenskaper.
Att göra replikeringen ännu mer komplicerad är det faktum att de kombinerade optiska och magnetiska nanopartiklarna är tryckta ovanpå varandra på samma plats, och denna överlappning skapar en ännu mer komplex signal. En annan fördel med den nya tekniken är att nanopartiklarna klarar extrema temperaturer och luftfuktighet under accelererade väderförhållanden.
En av de största tillämpningarna av tekniken kan vara att förhindra förfalskning av läkemedel. Förfalskade läkemedel – som inkluderar läkemedel som har felaktiga eller inga aktiva ingredienser, såväl som läkemedel som avsiktligt är felmärkta – är ett växande problem över hela världen. Forskarna planerar att driva sådana tillämpningar samt ytterligare öka säkerheten för tekniken i framtida arbete.
"Vi planerar att lägga till fler fysiska signaler till samma tagg genom att kombinera nanopartiklar som kan ge optiska, magnetisk, och elektriska signaler, etc., på samma tryckta plats, sa Arruebo.
© 2016 Phys.org
