Farverig, magnetiske Janus-bolde kunne hjælpe med at forhindre falskmøntnere

Falskmøntnere, der sælger udslag af populære sko, håndtasker og andre genstande bliver mere og mere sofistikerede, tvinger producenterne til at finde nye teknologier for at være et skridt foran. Nu, forskere, der rapporterer i ACS Nano har udviklet bittesmå "januskugler", der viser deres farvede side under et magnetfelt. Disse mikropartikler kan være nyttige i blæk til anti-forfalskning af tags, som kunne verificeres med en almindelig magnet, siger forskerne.

I den gamle romerske mytologi, Janus var overgangsguden med to ansigter. Tilsvarende såkaldte Janus-bolde er mikrosfærer, der har to sider med forskellige egenskaber. Shin-Hyun Kim og kolleger ønskede at lave Janus-bolde af to ublandbare harpikser:en, der indeholdt magnetiske nanopartikler, og en anden, der indeholdt silicapartikler. Den magnetiske side af bolden ville også indeholde carbon black, får den halvkugle til at se mørk ud, hvorimod silicapartiklerne på den anden side af bolden ville samle sig selv til et krystallinsk gitter, producerer strukturelle farver. Resultatet ville være små kugler, der normalt har deres sorte sider opad, undtagen når et magnetfelt får dem til at vende til deres farverige sider.

At lave Janus-kugler, forskerne brugte en mikrofluidisk enhed til at forene dråber af de to harpikser, med et overfladeaktivt middel tilsat for at stabilisere de sammenføjede dråber til en sfærisk form. Fordi den silica-holdige farvede side af dråberne var tungere end den sorte magnetiske side, tyngdekraften fik den sorte side til spontant at vende opad, som et roly-poly legetøj, når kuglerne blev lagt i vand. Derefter, forskerne justerede permanent de magnetiske nanopartikler i kuglerne i samme retning. Ved at påføre et magnetfelt i den modsatte retning, de kunne vende boldene til deres farvede sider.

Forskerne lavede røde og grønne Janus-kugler ved at bruge forskellige størrelser af silicapartikler, med deres magnetiske nanopartikler justeret i modsatte retninger. Ved at ændre retningen af ​​det påførte magnetfelt, de kunne ændre farverne på 3-D-printede kamæleon- og sommerfugleformer. Brug af forskellige farver og orienteringer af Janus-bolde i blæk kan producere sofistikerede, brugerinteraktive tags til bekæmpelse af forfalskning, siger forskerne.