Корейцы научили микролабиринты самоорганизации — Naked Science
03.07.2017
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.
30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

4 часа назад
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

30 июля
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: