Как светящиеся жидкости помогают отличить оригинал от подделки?
Четыре жидкости, которые светятся под ультрафиолетом разными цветами, способны стать новым инструментом в борьбе с подделками. Исследователи из Ноттингемского университета Трента создали материалы, чья оптическая сигнатура уникальна, как отпечаток пальца. В отличие от привычных голограмм и специальных чернил, такие составы позволяют создавать практически бесконечное количество кодов для защиты товаров.
Жидкие соли и редкоземельные элементы
В основе разработки лежат ионные жидкости — соли, остающиеся жидкими при комнатной температуре. В них добавили лантаноиды, группу из 15 металлов с необычными световыми свойствами. Каждый из этих элементов при облучении ультрафиолетом излучает собственный, строго определённый набор длин волн. Это и есть та самая «оптическая подпись», которую невозможно подделать случайно.
Учёные получили четыре базовых состава, каждый со своим лантаноидом. Смешивать их можно в любых пропорциях, как краски на палитре. При этом не нужно синтезировать новое вещество для каждого кода — достаточно изменить концентрацию компонентов.
Результаты работы опубликованы в журнале RSC Advances. В исследовании также участвовали специалисты Ливерпульского и Манчестерского университетов.
Сложный код из простых компонентов
В ходе экспериментов авторы проверили смеси из двух, трёх и четырёх разных лантаноидов. С увеличением числа компонентов световая сигнатура становилась сложнее, но при этом не терялись характерные пики каждого элемента. Это ключевое свойство: итоговый спектр всегда можно разложить на составляющие.
Представьте, что у вас есть четыре фломастера разных цветов. Рисуя ими поверх друг друга, вы получаете новые оттенки. Но если посмотреть на рисунок через специальный фильтр, каждый исходный цвет всё равно различим. Примерно так работают и новые жидкости.
Такой подход позволяет создавать многоуровневые коды защиты:
- видимый цвет при обычном освещении — первый уровень;
- спектр свечения под УФ-лампой — второй;
- соотношение интенсивностей разных длин волн — третий уровень;
- пространственное распределение метки — четвёртый.
Каждый уровень добавляет сложности потенциальному поддельщику.
Печать и бумага как полигон для испытаний
Команда продемонстрировала работу материалов на бумаге. Образцы наносили на поверхность и изучали их реакцию на ультрафиолет разной длины волны. Результат оказался ожидаемым: разные лантаноиды и их смеси давали отчётливо различимые оптические ответы.
Важно, что жидкости остаются стабильными при комнатной температуре. Это делает их совместимыми с существующими технологиями печати, которые уже применяются для нанесения защитных меток. Никакого специального оборудования для нанесения не требуется.
По словам ведущего автора исследования, доктора Энтони Фицпатрика, технология может найти применение в системах защитной идентификации. Материалы способны стать частью печатных элементов, по которым проверяется подлинность товара.
Создание более сложной сигнатуры не требует разработки более сложных материалов. Разные светящиеся жидкости можно просто смешивать, получая новые коды. Это упрощает адаптацию технологии под конкретные задачи производителя.
Аспирантка Ноттингемского университета Трента Энни Прасад добавляет, что жидкое состояние веществ — их главное преимущество. Твёрдые соединения требуют сложной обработки, а здесь состав можно смешать в нужной пропорции и сразу нанести.
Практические перспективы и ограничения
Пока это лабораторный прототип, а не готовый коммерческий продукт. Чтобы технология заработала в реальных условиях, предстоит ответить на ряд вопросов. Как поведут себя жидкости при длительном хранении? Не выцветут ли под воздействием солнца? Сохранится ли сигнатура после контакта с водой или химикатами?
Тем не менее сама концепция выглядит многообещающей. Современный рынок контрафакта оценивается в сотни миллиардов долларов ежегодно. Производители всё чаще ищут многоуровневые решения, которые невозможно воспроизвести на обычном оборудовании.
Новая технология любопытна ещё и тем, что меняет саму логику защиты. Вместо поиска одного уникального материала — поиск комбинаций из ограниченного набора простых компонентов. Это похоже на генетический код: четыре буквы ДНК дают всё разнообразие живых организмов. А сколько кодов можно создать из четырёх жидкостей, если менять не только состав, но и концентрацию?
