Корейцы научили микролабиринты самоорганизации — Naked Science
5 минут
Редакция

Корейцы научили микролабиринты самоорганизации

Исследователи из Южной Кореи разработали масштабируемую технологию изготовления лабиринтообразных микроструктур с программируемой направленностью.

giphy_1
©Wikipedia

Разработка универсальной технологии создания сложных трехмерных структур (простейшим примером может служить киригами) важна для многих приложений, например оптики, электроники и физического кодирования информации. В отличие от литографии, такой метод должен отвечать ряду требований: выходной продукт должен быть однородным, предусматривать программирование направленности и иметь произвольную, неповторимую архитектуру. Несмотря на различные решения, реализовать подход в микрометровом масштабе до сих пор не удавалось. Чтобы восполнить пробел, специалисты из Сеульского национального университета использовали свойства физически неклонируемой функции (PUF).

 

PUF представляет собой необратимую функцию, которая выражена в физической структуре. Предполагая простую оценку содержания, последняя вместе с тем минимизирует возможность воспроизводства, поскольку содержит множество случайных компонентов. Более того, за счет уникальности ответа PUF исключает построение своей точной математической модели. Так, магнитные полосы современных банковских карт состоят из миллиардов частиц феррита бария с разными формой, размером и ориентацией в пространстве. Вероятность абсолютного физического копирования такой системы оценивается в 1 на 900 миллионов. В то же время каждая карта обладает специфическим и отчетливым магнитным сигналом.

 

В качестве альтернативы авторы новой статьи воплотили схожий принцип на примере лабиринтоподобных микроструктур. На первом этапе они изготовили микрочастицы из синтетического фотополимера и посредством ультрафиолетового излучения сформировали на их поверхности сеть углублений. Затем на частицы нанесли тетраэтоксисилан, который, высыхая, образовал вокруг углублений складки. Последние при этом частично провалились, и между ними хаотично проявились выступы. Таким образом ученые представили способ производства однородных структур со случайной архитектурой: трехмерный рисунок на подложке в результате зависел от состава покрытия, температуры и иных переменных.

 

Принцип изготовления микроструктуры / ©Hyung Jong Bae et al., Science Advances, 2017

 

По словам исследователей, предложенная технология может использоваться в разных сферах. Например, как и магнитные частицы, они, теоретически, позволят защитить банковские карты от физического копирования, а ценные предметы — от подделки. Сейчас авторы работают над мобильностью сканера для считывания полученных микроструктур. Между тем осенью 2016 года китайские ученые представили метод защиты картин с помощью «дифракционных» водяных знаков. В отличие от алгоритма двойного случайного кодирования фазы (DRPE), он рассчитан на однократное облучение изображения дважды рассеянным лазерным лучом. В будущем технологию планируется адаптировать к динамическим изображениям.

 

Статья опубликована в журнале Science Advances.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 12:41
31 минута
Николай Цыгикало

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

Вчера, 20:22
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

10 часов назад
6 минут
Денис Гордеев

Резкие падения систолического артериального давления при смене положения тела определенным образом связаны с нейродегенеративными процессами.

Вчера, 12:41
31 минута
Николай Цыгикало

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 августа
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

Вчера, 20:22
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: