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

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.

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).

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.