Исследователи из Университета Ноттингем Трент разработали жидкости, которые остаются жидкими при комнатной температуре и содержат химические элементы, дающие характерные узоры свечения. По словам авторов, такие материалы могут предложить гибкий подход к оптической маркировке и защите от подделок, а также совместимы с существующими технологиями обработки и печати.

Речь идёт об ионных жидкостях - солях, которые остаются жидкими при относительно низких температурах, - соединённых с лантаноидами. Лантаноиды - это группа из 15 металлических элементов, некоторые из которых обладают способностью излучать свет. Под действием ультрафиолета каждый из них даёт свой набор длин волн, создавая уникальный оптический отпечаток.

Команда получила четыре разных светящихся жидкости, которые легко смешивать друг с другом; каждая содержит один из элементов-лантаноидов. Вместо того чтобы разрабатывать и производить новый материал для каждого защитного кода, можно комбинировать эти жидкости в разных пропорциях.

В исследовании, проведённом совместно с Ливерпульским и Манчестерским университетами, учёные продемонстрировали смеси с двумя лантаноидами, а также более сложные комбинации из трёх и четырёх компонентов. Смеси давали всё более сложные световые сигнатуры, сохраняя при этом характерное свечение отдельных составляющих. Это означает, что из относительно небольшого числа базовых материалов можно получить гораздо более широкий набор оптических подписей без дополнительного химического синтеза.

Многие современные системы защиты полагаются на элементы, которые трудно воспроизвести, - специальные чернила, голограммы или другие оптические эффекты. Исследователи хотели выяснить, могут ли материалы со сложными световыми сигнатурами обеспечить дополнительный уровень защиты.

Защитная метка, нанесённая одной из таких жидкостей, может выглядеть обычной при нормальном освещении, но под ультрафиолетом раскрывает характерный узор. Команда продемонстрировала материалы на бумаге: разные жидкости и их смеси давали различные оптические отклики при облучении ультрафиолетом с разными длинами волн.

Начальная работа показала потенциал материалов, однако для полного понимания того, как они поведут себя в реальных условиях, требуются дальнейшие исследования.

"Это может найти применение в оптической маркировке и защитной идентификации, включая технологии защиты от подделок, - сказал старший автор доктор Энтони Фицпатрик, исследователь из Школы науки и технологий Университета Ноттингем Трент. - Материалы потенциально можно включить в печатные защитные элементы или другие системы, где отличительный оптический отклик используется для подтверждения подлинности изделия".

"Создание более сложной защитной подписи не требует создания более сложных материалов. Вместо этого разные люминесцентные жидкости можно комбинировать для получения новых подписей. Это может упростить адаптацию подхода для разных задач, позволяя производителям создавать индивидуальные оптические метки или системы идентификации без необходимости синтезировать новый материал для каждого применения", - добавил он.

Аспирантка Университета Ноттингем Трент Энни Прасад отметила: "Ключевая особенность в том, что новые материалы остаются жидкими при комнатной температуре, что делает их более удобными для смешивания и приготовления составов, чем материалы, которые нужно обрабатывать как твёрдые соединения. Кроме того, их свойства могут сделать их пригодными для технологий обработки и печати, уже используемых для создания защитных меток".

Исследование опубликовано в журнале RSC Advances.

Источник: Phys.org