Z podróbkami towarów spotykamy się prawie w każdej branży. Fałszowanie dóbr konsumpcyjnych, to przestępstwo, przez które państwa i przedsiębiorstwa narażone są na wielomilionowe straty. Próbując zapewnić skuteczną metodę walki z oszustami, naukowcy z Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) w Korei Południowej opracowali unikalne wzory z nanodrutów srebra pokrytych barwnikami fluorescencyjnymi. Specjalne, trudne do odtworzenia “odciski”, na których znajdują się losowo rozrzucone nanoobiekty mają utrudnić pracę nawet najbardziej zdeterminowanym fałszerzom.
Rynek podróbek charakteryzuje ciągły rozwój. Stanowi on ważny problem dotyczący wszystkich rodzajów skomercjalizowanej produkcji. Według Światowej Organizacji Celnej (z ang. World Customs Organization) około 6% globalnego obrotu tworzą towary podrobione. Sprzedaż fałszywek jest obecna także w naszym codziennym życiu z powodu globalizacji i wzrostu znaczenia handlu internetowego. W wielu przypadkach bardzo trudne jest odróżnienie oryginalnego produktu od fałszywego. Jak na ironię, w pewnym stopniu popyt na tego rodzaju towary zachęca wiele osób do prowadzenia zakazanej działalności.
Do tej pory podrabianie próbowano zwalczać za pomocą holografii, laserowego uwierzytelniania powierzchni (z ang. laser surface authentication, LSA) etykiet RFID (z ang. radio-frequency identification), nanokodów kreskowych, kropek kwantowych (z ang. quantum dots) oraz znaczników nanokompozytowych. Badacze z KAIST zaproponowali nowe podejście, oparte na unikatowych wzorach generowanych przez losowo rozmieszczone nanodruty. Z powodu naturalnie występującej przypadkowości ułożenia, prawdopodobieństwo uzyskania identycznych obszarów jest praktycznie zerowe. Dlatego też, każdy wzór wytwarzany podczas prostego osadzania nanodrutów jest niepowtarzalny, jak odciski linii papilarnych na opuszkach palców. Autorzy publikacji są zdania, że szablony mogą być stosowane jako kody kreskowe lub bezpieczeństwa, gdyż są praktycznie niemożliwe do powtórzenia. Szczegółowe wyniki badań oraz metody produkcji zostały opublikowane w czasopiśmie Nanotechnology.
Inżynierowie przygotowali odciski na folii z popularnego polimeru PET politereftalanu etylenu). Materiał ten jest masowo wykorzystywany jako tworzywo sztuczne służące do produkcji naczyń, butelek, opakowań, niewielkich, przezroczystych kształtek i obudów urządzeń elektronicznych. W tym przypadku, na giętkim podłożu z PET wytrawiono metodą fotolitograficzną wzór w kształcie litery X. Na tak przygotowanej podstawie zostały sporządzone odpowiednie szablony z wykorzystaniem losowo rozproszonych srebrnych nanodrutów (z ang. Ag NanoWires, AgNWs) z pokryciem z amorficznej krzemionki TEOS (tetraetylokrzemianu). Złożoność struktury została jeszcze bardziej zwiększona przez domieszkowanie powierzchni nanodrutów barwnikami fluorescencyjnymi o różnych kolorach. Długość nanodrutów mieściła się w zakresie 10-50 mikrometrów, a średnica wynosiła około 70±6 nm.
Na środku nanowzoru wytrawionego w cienkiej warstwie PET osadzono 20 do 30 pojedynczych nanodrutów (o barwie zielonej lub czerwonej). Obszar o powierzchni 100×100 mikrometrów stanowił teren obserwacji losowo ułożonych nanoobiektów. Unikalne szablony oraz barwniki fluorescencyjne niewidoczne “gołym okiem” były łatwo uwierzytelniane pod mikroskopem.
Dużą zaletą tej techniki jest prostota wytwarzania wzorów i weryfikacji autentyczności. Metoda jest na tyle przystępna, że każdy może przygotować własne kody kreskowe. Badacze szacują, że pojedynczy “odcisk” może być wyprodukowany za mniej niż 1$. Naukowcy podkreślają, że podrobienie takiego wzoru jest niepraktyczne, a koszt potencjalnej replikacji będzie wyższy niż wartość docelowo chronionego przedmiotu. Dodatkowo, proces uwierzytelniania można zautomatyzować przez wykorzystanie algorytmu rozpoznającego położenie i kolory nanodrutów srebra. Zamiana danych na postać cyfrową i ich przechowywanie w bazie danych skróciłoby czas potrzebny na sprawdzenie autentyczności. Inżynierowie mają nadzieję, że ich badania posłużą do produkcji znaczników dla elektroniki, leków i kart kredytowych.
Źródło:
[1] Jangbae Kim, Je Moon Yun, Jongwook Jung, Hyunjoon Song, Jin-Baek Kim, Hyotcherl Ihee. Anti-counterfeit nanoscale fingerprints based on randomly distributed nanowires. Nanotechnology, 2014; 25 (15): 155303 DOI: 10.1088/0957-4484/25/15/155303
[2] http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-03/iop-am031914.php [26.03.2014]
[3] http://iopscience.iop.org/0957-4484/25/15/155303/article [26.03.2014]
[4] http://nanotechweb.org/cws/article/lab/56519 [26.03.2014]
[5] Dollar Bill Cut in Half by Images Money, flickr.com, CC BY 2.0