Fälscher werden immer raffinierter und fälschen alles von Diplomen und Banknoten bis hin zu Medikamenten und Kunstwerken. Obwohl es Schutzmaßnahmen wie Leuchtmarkierungen (die unter ultraviolettem Licht leuchten) schon seit einiger Zeit gibt, haben Fälscher herausgefunden, wie sie die Schwächen dieser Techniken ausnutzen können.
Nun hat ein Forscherteam der Western University einen vielversprechenden neuen Ansatz entwickelt, der mehrstufigen Fälschungsschutz bietet und das Fälschen von Kennzeichnungen deutlich erschwert. Die von ihnen entwickelte Technologie verwendet Materialien mit einer Eigenschaft namens Persistent Luminescence (PersL).
Die Studie ist veröffentlicht im Journal ACS Angewandte Nanomaterialien.
Die derzeit zum Schutz vor Fälschungen verwendeten Leuchtstoffe werden bei UV-Licht sichtbar, hören aber auf zu leuchten, wenn die Lichtquelle entfernt wird. Die neuen Materialien, die das Western-Team mithilfe der Canadian Light Source (CLS) an der University of Saskatchewan (USask) entwickelt hat, sind anorganische Phosphor-Nanopartikel, die für das menschliche Auge noch mehrere Minuten nach dem Abschalten des UV-Lichts sichtbar bleiben.
Sie geben außerdem einen roten Lichtton ab, der sich nicht so leicht reproduzieren lässt. Am wichtigsten ist, dass eine Identifikationsmarkierung so „programmiert“ werden kann, dass sie stufenweise verschwindet, wobei einige Elemente fast sofort verschwinden, während andere Elemente über mehrere Minuten hinweg verblassen.
Diese Abstimmbarkeit erreichten die Forscher, indem sie an den Zusatzstoffen (Dotierstoffen) herumbastelten, die sie dem Grundmaterial Magnesiumgermaniumoxid beifügten, um dessen optische Eigenschaften zu verändern.
Bildnachweis: Canadian Light Source
„Wir können diese in unser Material einbauen, um ein kompliziertes Muster zu konstruieren, sodass verschiedene Teile unterschiedlich lange leuchten“, sagt Dr. Lijia Liu, Professorin am Institut für Chemie der Western University. „Das ist unsere ultimative Sicherheit. Es wird sehr schwierig sein, etwas zu finden, das diese Eigenschaft erreichen kann.“
Während es bereits mikrometergroße, persistente Leuchtstoffe gibt, haben Liu und seine Kollegen eine nanogroße Version entwickelt, mit der sich hochdetaillierte Muster drucken lassen. Die von ihnen erzeugten Partikel leuchten heller und länger als bestehende Materialien.
Die Arbeit des Teams basierte auf Daten, die am CLS gesammelt wurden. Der Hauptautor Yihong Liu sagt, dass die von ihnen verwendeten Strahllinien – Brockhouse, SGM und IDEAS – es dem Team ermöglichten, die Wechselwirkung zwischen den Dotierstoffen und dem Basismaterial besser zu verstehen, was der Schlüssel zum abstimmbaren Nachleuchten ist.
„Wenn man an dem im Labor hergestellten Material etwas Ungewöhnliches beobachtet, fragt man sich, warum. Die Spektroskopietechnologien der Canadian Light Source sind leistungsstarke Werkzeuge, um diese Fragen zu beantworten“, sagt sie.
Mehr Informationen:
Yihong Liu et al., Multiband-MgGeO3-basierte persistente lumineszierende Nanophosphore für dynamischen und multimodalen Fälschungsschutz, ACS Angewandte Nanomaterialien (2024). DOI: 10.1021/acsanm.4c01069