Нанозолото в тесті на вагітність - WELT
11-та частина серії з нанотехнологій: від церковних вікон до паспортів, що не підробляють
Уже в середні віки люди використовували наноструктури, не знаючи про це: вони використовували метали, щоб зробити скло церковних вікон кольоровим. Яскраві кольори створюються крихітними металевими скупченнями розміром лише від 10 до 50 нанометрів.
Середньовічні виробники скла виробляли наночастинки, змішуючи металевий пил, воду та дубильну кислоту, отриману з хвойної деревини. Алхіміки зобов'язані знанням того, що кольори можна виробляти таким чином: намагаючись виробляти золото, вони зіткнулися з багатьма несподіваними властивостями бажаних дорогоцінних металів.
За кольоровий ефект відповідає так званий поверхневий плазмонний резонанс. Поверхневі електрони металу піддаються коливанню падаючим світлом, при цьому поглинаються лише певні довжини хвиль світла. Решта частот роблять скло кольоровим. Колір, який ви сприймаєте, залежить від використовуваних частинок металу: Рубіново-червоний, наприклад, досягається крихітними частинками золота, тоді як частинки срібла роблять скло яскраво-жовтим.
У біомедичних дослідженнях властивість поглинання світла крихітних частинок золота використовується для виявлення біомолекул. Коли частинки благородних металів з'єднуються з антитілами, ці структури позначаються. Маркування впізнається за білим світлом: частинки металу світяться кольором.
Такі металеві частинки в поєднанні з антитілами також використовуються в тестах на вагітність: частинки нанозолотого тонко розподіляються в тест-смужці. Антитіло, зчеплене з частинкою, розпізнає «лютеїнізуючий гормон», молекулу, за допомогою якої можна виявити початкову вагітність. Якщо цей гормон присутній у сечі, частинки нанозолотого накопичуються у оглядовому вікні та створюють червону смужку.
Зараз відомо, що золото може виглядати не тільки рубіново-червоним, але у всіх кольорах спектру. Колір залежить головним чином від розміру, а також від форми частинок. Особливо висока концентрація частинок золота в тесті на вагітність означає, що смужка виглядає синьою, а не червоною. Однак середньовічні виробники скляних виробів лише коли-небудь виробляли одну форму скупчення золота під час процесу засмаги, і тому отримували лише рубіново-червоне віконне скло.
Ерлангенська біотехнологічна компанія November AG перенесла цей підхід з молекулярно-біологічної діагностики в область безпеки та технології кодування: вони використовують плазмонний резонанс нанорозмірних металевих частинок для отримання "нано водяних знаків". Для цього металеві частинки наносять на дзеркальну основу на різній відстані, а потім покривають герметичним покривним шаром. Все покриття має товщину лише кілька сотень нанометрів і нечутливе до тепла, хімічних речовин та механічних впливів.
Для створення різних кодів можна змінити велику кількість параметрів, наприклад тип і розмір металевих частинок, або товщину дзеркального та розпірного шарів. Для кожного з цих параметрів існують різні варіанти, які можна комбінувати за необхідності: Результат - мільйони різних кодів. І вони вже видимі неозброєним оком: кожна створена таким чином поверхня має свій кольоровий спектр, у якому відсутній вузький діапазон довжин хвиль.
Крім того, різні шари нано-водяного знаку створюють враження так званих кольорів, що нахиляються: залежно від кута, під яким розглядається поверхня, кольорове враження змінюється - наприклад, від насиченого фіолетового до скрипучого зеленого.
Ці зміни кольорового спектру можна виміряти порівняно простим способом: біле світло випромінюється на маркування під різними кутами, а код визначається із відбитого кольорового спектру. Питання просто: якої довжини хвилі не вистачає? Дослідники з листопада та Siemens розробили відповідний вимірювальний пристрій і представили його цього тижня.
З нано-водяним знаком печатки, наклейки та чіп-картки мають бути підробленими. Оскільки "кольори", з яких створюється логотип компанії, наприклад, у цьому нано-водяному знаку, дуже специфічні для цього одного логотипу - можливий код у кілька мільйонів.
Кожному, хто хотів підробити такий нано-логотип, дійсно довелося б випробувати безліч можливостей. А також знати правильну технологію. Але навіть маючи ці знання, підробка буде важкою, пояснює хімік Георг Бауер з листопадової компанії. Ідентичний логотип може бути виготовлений лише з оригінальною виробничою системою, оскільки кожна система залишає свій власний «відбиток пальця» під час виробництва.
Перш за все, захисні плівки компанії Weiden Hueck вийдуть на ринок з новим нано-водяним знаком. Ця інновація була представлена в лютому в США на виставці Banknote 2003. Інші захисні фільми вже є важливою частиною банкнот.
Мюнхенський виробник мікросхем Infineon в даний час проводить останні технічні випробування разом із листопадом: для того, щоб бути придатними для модулів чіп-карток, невеликих золотистих пластинок на банківських та телефонних картках, шари нано-водяного знаку повинні бути стійкими до стирання та електропровідні.
З осені 2003 року, за словами Пітера Стампки, директора з маркетингу Infineon, перші кредитні картки можуть бути оснащені модулями, захищеними від підробки. Інші можливі програми - це цифрові посвідчення особи або посвідчення водія у форматі чіп-карт.
Наступна частина в середу: Нановізії