Förfalskning är ett allvarligt problem som påverkar ett brett spektrum av industrier – från medicin till elektronik, vilket orsakar enorma ekonomiska förluster, utgör säkerhetsproblem och sätter hälsan på spel.
Förfalskare och anti-förfalskare är nu låsta i en teknisk kapprustning. Trots att verktyg för att bekämpa förfalskning blir mer och mer högteknologiska – inklusive hologram, termokromt bläck och radiofrekvensidentifieringsetiketter, blir falska produkter svårare och svårare att skilja från de äkta artiklarna eftersom förfalskare använder allt mer avancerad teknik.
Nyligen har ett team av forskare lett av Dr Zhiqin Chu från Institutionen för elektrisk och elektronisk teknik vid University of Hong Kong (HKU), tillsammans med professor Lei Shao från School of Electronics and Information Technology vid Sun Yat-sen University, och professor Qi Wang från Dongguan Institute of Opto-Electronics vid Peking University utvecklade en banbrytande teknisk lösning som förfalskare inte har något svar på.
Dr. Chus team skapade diamantbaserade etiketter mot förfalskning som är unika och kända i branschen som PUFs—Physically Unclonable Functions.
Teamet tillverkade dessa etiketter genom att plantera små konstgjorda diamanter – kända som diamantmikropartiklar, på en kiselplatta med en metod som kallas Chemical Vapor Deposition (CVD).
Diamantmikropartiklarna, alla olika i form och storlek, bildar ett unikt mönster när de sprids på kiselsubstratet. Ett sådant mönster är omöjligt att replikera och sprider därför ljuset på ett unikt sätt. Enkelt uttryckt bildar det ett unikt "fingeravtryck" som kan skannas med en telefon.
Den andra nivån av unikhet, och därmed säkerhet, kommer från det faktum att dessa diamantmikropartiklar har defekter som kallas silicon-vacancy (SiV) centra.
SiVs ger diamantmikropartiklar en unik optisk egenskap - de avger nära-infraröd fotoluminescens när ett grönt ljus lyser på dem, vilket gör dem lätta att identifiera. Dessa unika optiska signaturer kan sedan kombineras och digitaliseras till koder med mycket hög sofistikering och säkerhet som kan läsas av en enkel smartphoneskanner och/eller ett konfokalt fluorescensmikroskop.
Mycket viktigt är att dessa diamantbaserade etiketter är mycket lämpliga för användning i kommersiella produkter eftersom de är extremt tuffa – i försöken stod de emot värme, kemikalier och fysisk skada.
Och de är billiga – det kostar bara en US-dollar att göra 10 000 sådana etiketter med 200 µm × 200 µm dimensioner. Dessutom, eftersom de är gjorda av diamanter, skulle dessa antikopieringsetiketter öka produktens värde.
Etiketterna är redo att användas kommersiellt, säger Dr. Chu och tillägger att lagets nästa steg är "att fokusera på den praktiska tillämpningen."
"Anti-förfalskning av diamanter kommer att gynnas i olika avancerade produkter som smycken, lyxvaror, elektroniska produkter och bilar", sa han.
Artikeln är publicerad i tidskriften Nature Communications .
Mer information: Tongtong Zhang et al, Multimodal dynamisk och oklonerbar anti-förfalskning med hjälp av robusta diamantmikropartiklar på heterogent substrat, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-38178-1
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av University of Hong Kong
