Sedlar, dokument, märkesvaror, och känsliga varor som läkemedel eller tekniska komponenter är ofta märkta för att skilja dem från imitationer. Dock, vissa förfalskare har lärt sig att kopiera konventionella fluorescerande taggar. I journalen Angewandte Chemie , Kinesiska forskare har nu introducerat en ny, exceptionellt bläck mot förfalskning gjord med kolnanodots. Deras geniala kompositmaterial avger tre olika typer av luminescens.
Ett material som avger ljus på tre olika sätt vid rumstemperatur skulle vara det första. Teamet ledd av Hengwei Lin vid Ningbo Institute of Materials Technology &Engineering vid Chinese Academy of Sciences, universitetet i Chongqing, och Sydöstra universitetet i Nanjing, har framgångsrikt producerat ett sådant ämne baserat på kolnanodotter – självlysande nanomaterial, som har väckt stor uppmärksamhet de senaste åren på grund av sina unika optiska egenskaper och extremt låga toxicitet.
Forskarna använde en enkel process för att göra kol-nanodoter av m-fenylendiamin. Dessa dispergerades sedan i vatten med polyvinylalkohol och fördelades som bläck från en gelpenna på en sedel och ett dokument. Efter torkning, resultatet var en transparent film av kol -nanodoter i en polyvinylalkoholmatris. Denna film är färglös under vanligt ljus, men har tre knep i rockärmen:1) Bestrålning med en UV-lampa (365 nm) gör att märket avger blått ljus (fotoluminescens); 2) UV -bestrålningen resulterar också i en grön efterglödning som fortsätter i flera sekunder efter att UV -lampan släckts (rumstemperaturfosforesens); och 3) bestrålning med en infraröd femtosekundspulslaser (800 nm) inducerar ett blågrönt sken (tvåfotonluminescens).
Fotoluminescens är ett fenomen som är allmänt observerat. Bestrålning med UV -ljus katapulerar elektroner till en högre energinivå. När elektronerna återgår till grundtillståndet, en del av energin återutsänds som synligt ljus. Tvåfotonluminisens är ett betydligt mindre vanligt fenomen där två elektroner absorberas samtidigt (i detta fall i det infraröda området) och hoppar till en högre nivå. Från denna högre nivå, elektronen kan återgå direkt till grundtillståndet genom att sända ut ljus med kortare våglängd (i det synliga området).
Fosforescens vid rumstemperatur är särskilt sällsynt. Det innebär en fördröjning av frigörandet av den absorberade energin eftersom kvantmekaniskt "förbjudna" - och därför osannolikt - elektroniska övergångar är inblandade. Forskarna fastställde att kväveinnehållande grupper på ytan av kolnanodotterna är avgörande för denna observerade fosforescens. Inbäddat av nanodotterna i polyvinylalkoholmatrisen är också viktigt, eftersom det hämmar intramolekylär rörelse som motverkar fosforescensen.
