Sīkas daļiņas var palīdzēt pārbaudīt preces

Saskaņā ar Apvienoto Nāciju Organizācijas 2013. gada ziņojumu, aptuveni 2–5 procenti no visas starptautiskās tirdzniecības ir saistīti ar viltotām precēm. Šie nelikumīgie izstrādājumi, tostarp elektronika, automobiļu un lidmašīnu daļas, farmaceitiskie izstrādājumi un pārtika, var radīt drošības riskus un ik gadu valdībām un privātiem uzņēmumiem izmaksāt simtiem miljardu dolāru.

Saskaņā ar MIT pētniekiem, kuri ir izstrādājuši jaunu alternatīvu, ir izstrādātas daudzas stratēģijas, lai mēģinātu marķēt likumīgus produktus un novērst nelegālu tirdzniecību, taču bieži vien šos marķējumus ir pārāk viegli viltot, tie ir neuzticami vai maksā pārāk dārgi.

MIT ķīmijas inženierijas profesora Patrika Doila un Linkolna laboratorijas tehniskā personāla darbinieka Alberta Svistona vadībā pētnieki ir izgudrojuši jauna veida sīkas, viedtālrunī nolasāmas daļiņas, kuras, viņuprāt, varētu izmantot, lai palīdzētu autentificēt valūtu, elektroniskās daļas un luksusa preces, tostarp. citi produkti. Ar neapbruņotu aci neredzamās daļiņas satur krāsainas nanokristālu svītras, kas spilgti mirdz, ja tiek izgaismotas ar gandrīz infrasarkano gaismu.

Hosē-Luisa Olivaresa ilustrācija / MIT

Šīs daļiņas var viegli izgatavot un integrēt dažādos materiālos, un tās var izturēt ārkārtējas temperatūras, saules iedarbību un smagu nodilumu, saka Doils, vecākais autors dokumentam, kurā aprakstītas daļiņas 13. aprīļa numurā. Dabas materiāli . Tos varētu arī aprīkot ar sensoriem, kas var reģistrēt viņu vidi, piemēram, atzīmējot, ja atdzesēta vakcīna kādreiz ir bijusi pakļauta pārāk augstai vai zemai temperatūrai.

Darba galvenie autori ir MIT postdoc Jiseok Lee un maģistrants Pols Bisso. Pētījumā piedalījās arī MIT absolventi Rathi Srinivas un Jae Jung Kim.

'Liela kodēšanas jauda'

Jaunās daļiņas ir aptuveni 200 mikronus garas, un tajās ir vairākas dažādu krāsu nanokristālu svītras, kas pazīstamas kā retzemju nanokristāli, kas pārvērš nanokristālus. Šie kristāli ir leģēti ar tādiem elementiem kā iterbijs, gadolīnijs, erbijs un tūlijs, kas izstaro redzamas krāsas, pakļaujoties tuvajai infrasarkanajai gaismai. Mainot šo elementu attiecības, pētnieki var noregulēt kristālus, lai redzamajā spektrā izstarotu jebkuru krāsu.

Lai ražotu daļiņas, pētnieki izmantoja stop-flow litogrāfiju, metodi, ko iepriekš izstrādāja Doyle. Šī pieeja ļauj uzdrukāt formas uz paralēli plūstošām šķidro monomēru plūsmām — ķīmiskiem celtniecības blokiem, kas var veidot garākas ķēdes, ko sauc par polimēriem. Visur, kur ultravioletās gaismas impulsi iedarbojas uz straumēm, notiek reakcija, kas veido cietu polimēru daļiņu.

Šajā gadījumā katrā polimēra plūsmā ir nanokristāli, kas izstaro dažādas krāsas, ļaujot pētniekiem veidot svītrainas daļiņas. Līdz šim pētnieki ir radījuši nanokristālus deviņās dažādās krāsās, taču vajadzētu būt iespējai izveidot daudz vairāk, saka Doils.

Izmantojot šo procedūru, pētnieki var radīt lielu daudzumu unikālu tagu. Ar daļiņām, kas satur sešas svītras, ir 1 miljons dažādu iespējamo krāsu kombināciju; šo jaudu var eksponenciāli palielināt, marķējot produktus ar vairāk nekā vienu daļiņu. Piemēram, ja pētnieki izveidotu 1000 unikālu daļiņu komplektu un pēc tam atzīmētu produktus ar jebkurām 10 no šīm daļiņām, būtu 1030 iespējamās kombinācijas — daudz vairāk nekā pietiekami, lai atzīmētu katru smilšu graudiņu uz Zemes.

Tā patiešām ir milzīga kodēšanas jauda, ​​saka Bisso, kurš sāka šo projektu, strādājot Lincoln Lab tehniskajā personālā. Produktiem varat lietot dažādas 10 daļiņu kombinācijas no šī brīža līdz pat senākam laikam, un jūs nekad neiegūsit tādu pašu kombināciju.

Šo augšuppārveidojošo nanokristālu izmantošana ir diezgan gudra un ļoti iedarbīga, saka Dženifera Lūisa, Hārvardas universitātes bioloģiski iedvesmotās inženierijas profesore, kura nebija iesaistīta pētījumā. Šim darbam ir vairākas pārsteidzošas iezīmes, proti, eksponenciāli mērogojamās kodēšanas jaudas un īpaši zemais viltus trauksmes dekodēšanas ātrums.

Daudzpusīgas daļiņas

Pētnieki saka, ka mikrodaļiņas var tikt izkliedētas elektroniskajās daļās vai zāļu iepakojumā ražošanas procesa laikā, iekļautas tieši 3-D drukātos objektos vai izdrukātas uz valūtas. Tos varētu arī iekļaut tintē, ko mākslinieki varētu izmantot, lai autentificētu savus mākslas darbus.

Pētnieki parādīja savas pieejas daudzpusību, daļiņu veidošanai izmantojot divus polimērus ar radikāli atšķirīgām materiāla īpašībām - vienu hidrofobu un vienu hidrofilu. Krāsu rādījumi bija vienādi katram, kas liecina, ka procesu var viegli pielāgot daudzu veidu produktiem, kurus uzņēmumi varētu vēlēties marķēt ar šīm daļiņām, saka Bisso.

Viņš saka, ka spēja pielāgot atzīmes materiāla īpašības, neietekmējot kodēšanas stratēģiju, ir patiešām spēcīga. Mūsu sistēmu no citām pretviltošanas tehnoloģijām atšķir šī spēja ātri un lēti pielāgot materiālu īpašības, lai tās atbilstu ļoti atšķirīgu un izaicinošu prasību vajadzībām, neietekmējot viedtālruņa nolasījumu vai neprasot pilnībā pārveidot sistēmu.

Vēl viena šo daļiņu priekšrocība ir tā, ka tās var nolasīt bez dārga dekodētāja, kāda ir nepieciešama lielākajai daļai citu pretviltošanas tehnoloģiju. Izmantojot viedtālruņa kameru, kas aprīkota ar objektīvu, kas piedāvā divdesmitkārtīgu palielinājumu, ikviens varēja attēlot daļiņas pēc tam, kad tās ar lāzera rādītāju apstaroja gandrīz infrasarkano gaismu. Pētnieki strādā arī pie viedtālruņa lietotnes, kas tālāk apstrādātu attēlus un atklātu precīzu daļiņu sastāvu.

Pētījumu finansēja ASV gaisa spēki, Aizsardzības sekretāra palīga birojs pētniecības un inženierzinātņu jautājumos, Singapūras-MIT alianse, Nacionālais zinātnes fonds, ASV armijas pētniecības birojs un Nacionālie veselības institūti.

paslēpties