Brug af diamantmikropartikler til at skabe høj sikkerhed anti-forfalskede etiketter

Forfalskning er et alvorligt problem, der påvirker en lang række industrier – fra medicin til elektronik, hvilket forårsager enorme økonomiske tab, udgør sikkerhedsproblemer og bringer sundheden på spil.

Falskmøntere og anti-falskmøntere er nu låst i et teknologisk våbenkapløb. På trods af, at værktøjer til bekæmpelse af forfalskning bliver mere og mere højteknologiske – inklusive hologrammer, termokromisk blæk og radiofrekvensidentifikationsmærker, bliver falske produkter sværere og sværere at skelne fra de ægte artikler, fordi falskmøntnere bruger stadig mere avanceret teknologi.

For nylig har et team af forskere ledet af Dr. Zhiqin Chu fra Department of Electrical and Electronic Engineering ved University of Hong Kong (HKU) sammen med professor Lei Shao fra School of Electronics and Information Technology ved Sun Yat-sen University, og professor Qi Wang fra Dongguan Institute of Opto-Electronics ved Peking University udviklede en banebrydende teknologisk løsning, som falskmøntnere ikke har noget svar på.

Dr. Chus team skabte diamantbaserede etiketter til bekæmpelse af forfalskning, der er unikke og kendt i branchen som PUF'er – fysisk uklonbare funktioner.

Holdet lavede disse etiketter ved at plante små kunstige diamanter - kendt som diamantmikropartikler, på en siliciumplade ved hjælp af en metode kaldet Chemical Vapor Deposition (CVD).

Diamantmikropartiklerne, alle forskellige i form og størrelse, danner et unikt mønster, når de spredes på siliciumsubstratet. Et sådant mønster er umuligt at replikere og spreder derfor lyset på en unik måde. Kort fortalt danner det et unikt "fingeraftryk", som kan scannes ved hjælp af en telefon.

Det andet niveau af unikhed, og dermed sikkerhed, kommer fra det faktum, at disse diamantmikropartikler har defekter kendt som silicium-vacancy-centre (SiV).

SiV'er giver diamantmikropartikler en unik optisk egenskab - de udsender nær-infrarød fotoluminescens, når et grønt lys skinner på dem, hvilket gør dem let identificerbare. Disse unikke optiske signaturer kan derefter kombineres og digitaliseres til koder med meget høj sofistikering og sikkerhed, som kan læses af en simpel smartphone-scanner og/eller et konfokalt fluorescensmikroskop.

Det er meget vigtigt, at disse diamantbaserede etiketter er særdeles velegnede til brug i kommercielle produkter, da de er ekstremt hårde - i forsøgene modstod de varme, kemikalier og fysisk skade.

Og de er billige – det koster kun én US dollar at lave 10.000 sådanne etiketter med 200 µm × 200 µm dimensioner. Desuden, fordi de er lavet af diamanter, ville disse antikopieringsetiketter øge produktets værdi.

Etiketterne er klar til at blive brugt kommercielt, siger Dr. Chu og tilføjer, at holdets næste skridt er "at fokusere på den praktiske anvendelse."

"Anti-forfalskning af diamanter vil blive favoriseret i forskellige high-end produkter såsom smykker, luksusvarer, elektroniske produkter og biler," sagde han.

Artiklen er publiceret i tidsskriftet Nature Communications .

Flere oplysninger: Tongtong Zhang et al., Multimodal dynamisk og ikke-klonbar anti-forfalskning ved hjælp af robuste diamantmikropartikler på heterogent substrat, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-38178-1

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af University of Hong Kong