«Умные» чернила, видимые под ультрафиолетом, можно «выключить» спиртом — Naked Science
7 минут
Редакция

«Умные» чернила, видимые под ультрафиолетом, можно «выключить» спиртом

Китайские химики предложили использовать для записи конфиденциальных сообщений новый вид «умных» невидимых чернил. Надпись, сделанную ими, можно прочитать только под ультрафиолетовой лампой и только в присутствии реагента, а с помощью спирта их можно сделать полностью невидимыми.

svetyashayasya-kraska-dlya-bodyarta-1
©Wikipedia

Чернила на основе свинца становятся видны в ультрафиолете только в присутствии специального реактива; кроме того, запись можно быстро уничтожить, не повредив носитель, смыв чернила полярным органическим растворителем (например, метанолом). Процесс растворения надписи в спирте занимает всего 10 минут, причем процесс обратим: реагент-активатор снова делает метку видимой в ультрафиолетовых лучах. Повторять циклы активации и деактивации можно больше 20 раз.

 

Ценные бумаги, денежные знаки и другие физические платежные инструменты и документы защищают от подделок двумя способами: с помощью человекочитаемых средств – водяных знаков, рельефной печати, микроперфорации, голограмм и многого другого, и с помощью машиночитаемых средств – магнитных меток, а также надписей и изображений, невидимых человеческому глазу без валидаторов – специальных ламп, инфракрасных, рентгеновских или ультрафиолетовых.

 

Метки, видимые в ультрафиолете, наносят с помощью специальных красок – люминофоров, которые не видны при солнечном или обычном искусственном освещении, но под УФ-лампой излучают в видимом диапазоне. Традиционно используемые для защиты банкнот, паспортов и других документов люминофоры нельзя «включить» и «выключить», и прочитать их может любой, у кого есть недорогое оборудование. Все больший интерес вызывают поиски люминофоров регулируемого действия; такими свойствами обладают некоторые неорганические полупроводниковые кристаллы, соединения переходных металлов и допированные лантаноидами соединения. Однако все известные на сегодняшний день «умные» люминофоры либо светятся недостаточно ярко, либо недолговечны, либо очень дороги (последнее касается в основном материалов на основе переходных металлов и лантаноидов).

 

Химики из Шанхайского университета Джао Тонг предлагают новый подход к изготовлению «умных» секретных чернил: описанные ими нанокристаллы на основе свинца становятся видны в ультрафиолете только после контакта с реагентом – любой галоген-содержащей солью (например, обычной поваренной). Соль вступает в реакцию с металлоорганическим каркасом; продукт реакции – люминесцентные нанокристаллы со структурой перовскита.

 

Люминофоры с обратимой светимостью семи разных цветов. В первой колонке – цвет красителя при тусклом освещении, во второй – под ультрафиолетом. C. Zhang, et al., Nature Communications, 2017.

 

Популярные в солнечной энергетике и многих других отраслях промышленности перовскитные соединения имеют общую формулу ABX3, где А и В – два типа катионов разного радиуса (радиус А больше, чем В), а Х – галоген-анион. В китайских невидимых чернилах А – это органический катион, а B – ион свинца Pb2+, X – галоген-анион, который кристалл заимствует у реагента (соли).

 

Обработанный солью текст, напечатанный “умными” чернилами, ярко светится под УФ-лампой. После обработки спиртом надпись исчезает, после добавления соли появляется снова. C. Zhang, et al., Nature Communications, 2017.

 

Перовскиты обладают примечательными оптическими свойствами, в первую очередь – высоким коэффициентом поглощения и резко ограниченным спектром поглощения. Перовскиты на основе свинца, полученные в Шанхайском университете, излучают под ультрафиолетовой лампой и в сумерках в узкой части видимого спектра; это позволило ученым получить красители ярких и чистых цветов. Под ультрафиолетом они светятся белым, синим, зеленым красным и фиолетовым светом. Ученые сделали на основе металлоорганического соединения чернила, которые можно заправлять в обычный струйный принтер, и напечатали текст на английском и китайском языках, а также более сложные изображения: QR-коды и рисунки бабочек.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

10 часов назад
4 минуты
Василий Парфенов

Торговое судно Maersk Launceston столкнулось с тральщиком Callisto около острова Саламин. Сухогруз, шедший под флагом Португалии, получил незначительные повреждения, а греческому военному кораблю оторвало корму, и она затонула.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[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: