Молодой ученый из Казани разработал метод маркировки автомобильного топлива при помощи люминесцентных наночастиц – квантовых точек на основе полупроводников сульфидов и селенидов кадмия и цинка. Технология позволяет придать каждой партии бензина, керосина или дизельного топлива свой уникальный «цифровой код» для ее защиты от фальсификации.
Маркированное топливо / ©Пресс-служба ЦК НТИ Фотоника
«Для определения качества бензина традиционно используются органические красители, но они имеют ряд недостатков. Основная их проблема заключается в том, что каждая органическая молекула светится определенным цветом, по которому можно понять, какой и индикатор был добавлен. Более того, некоторые производители маркеров вполне открыто продают красители под стандарты известных производителей. Квантовые точки же лишены этого недостатка», — рассказывает руководитель проекта, ассистент кафедры физической и коллоидной химии КНИТУ Дмитрий Сагдеев.
Цвет излучения квантовых точек зависит не только от того, из чего они сделаны, но и от размера индивидуальных кристаллов. Данный эффект называется квантово-размерным. Он проявляется в полупроводниковых кристаллах, размер которых менее 10 нанометров. Чем меньше размер частицы, тем более сдвигается его спектр излучения в сторону ультрафиолета, чем больше, наоборот, – в сторону инфракрасного света. Иными словами, мы можем варьировать цвет люминесценции топлива, благодаря помещенным квантовым точкам. Такой подход не дает мошенникам шансов на удачную подделку.
Фальсифицировать подобные метки намного сложнее, так как, благодаря квантово-размерному эффекту, знания одного лишь их состава недостаточно. «Путем манипулирования условиями синтеза наночастиц, мы можем настраивать люминесцентные свойства композиций во всем диапазоне спектра видимого света, УФ- и ИК-излучения, тогда как при использовании органических красителей нам доступен лишь ряд дискретных значений длин волн, характерных для определенных энергетических переходов в молекулах. Таким образом, на основе квантовых точек возможно создание более 100 уникальных цифровых кодов», — продолжил Дмитрий Сагдеев.
Квантовые точки легко обнаруживаются спектрометрическим методом в составе бензинов уже при концентрации 400-500 миллиграмм порошка на тонну бензина. При этом, для определения качества топлива хватит всего одного миллилитра. В тоже время, производители органических красителей указывают в качестве рабочей концентрации порядка 20-50 грамм на тонну.
При этом себестоимость квантовых точек, составляет порядка 1000 рублей за один грамм продукции. Сейчас команда занимается патентованием своей разработки. Разработанные казанскими учеными композиции способны равномерно распределяться по всему объёму бензина, при этом, не изменяя внешние параметры продукта. Разработка уже протестирована на топливах татарстанских производителей – ТАИФ-НК и Татнефть. Реализация проекта стала возможной благодаря конкурсу «Умник-Фотоника 2020», который был организован при поддержке Центра компетенций НТИ Фотоника при ПГНИУ.
Комментарии
Пусть придумают способ как в нефтедобывающей стране которая делает бензин, он не стоил так как будто его воруют у соседей, причём местами дороже чем в странах которые его у нас купили (что парадокс).
У нас тоже нефтедобывающая страна, и тоже бензин пошел в последнее время ну просто отвратительный. Я сам не автовладелец, но люди в фейсбуке пишут, причем много.
Проблема данного метода в том, что квантовые точки могут и быть, но бензин все равно будет или дорог, или разбавлен. Или иными качествами не устраивать покупателя.
Во-2-х, точки эти могут выпасть в осадок в стационарной цистерне. Потом в эту цистерну попадет следующая партия, взболтается. и получится восхитительный микс из точек разных партий. (Сюрприз да ? Автор метода видимо не подозревал, что в стационарных цистернах могут смешиваться разные партии топлива, а иногда и разные марки даже, наплевательски относятся к технологии. Ему об этом не сказали.)
Разбавление бензина элементарно определится по интенсивности свечения. Вот с ценой -- да, квантовые точки против "бензин дорожает, потому что нефть в мире дорожает, и компании вынуждены поднимать внутренние цены, иначе топливо уйдёт за рубеж; ой, нет, бензин дорожает, потому что нефть в мире дешевеет, и компании вынуждены поднимать внутренние цены для компенсации выпадающих доходов" бессильны абсолютно.
Исключено, они настолько малы, что броуновское движение не даст им осадиться.
... что тут же определится анализаторам по спектру излучения.
Угу-м. А потом на рынке появятся эти точки из мешков от китайских кооперативов. И услуги хакеров по вводу спектров этих точек в базу.
Но зато всех заставят купить фискальные масс-спектрометры. Народ станет баловаться анализом разных веществ, побочный эффект.
В начале 2000-х годов одна знакомая ездила в Индию, Пакистан, куда-то туда по работе. Вернулась с квадратными глазами. Говорит, там лекарства прямо мешками стоят на рынках, как у нас орехи. Бери какой хочешь - белий, красний, жельтый, горкий, сладький, дарагой. Хочишь - мешок, хочишь - - грузовик, упаковывай во что хочишь, продавай...
ну, здесь могут вступать в силу разные дотации, субсидии, перекрестное финансирование. Финансы штука хитрая, из долгов легко могут сделать активы.
А потом эта гадость (селен, кадмий) будет сгорать и попадать в виде оксидов в атмосферу. На минуту, это все как бы ядовитые вещества в таких концентрациях.