فهرست مطالب
پژوهشگران فنلاندی ماده نامرئی جدیدی به نام «داوین» ساختهاند که نشانههای امنیتی آن با چشم دیده نمیشوند، اما زیر نور فروسرخ آشکار میشوند و میتوانند با جعل اسکناس و گذرنامه مقابله کنند.
به گزارش سرویس شیمی تکناک، محققان گروه شیمی مواد هوشمند دانشگاه تورکو در فنلاند، این ماده را هنگام مطالعه روی هاکمانیت کشف کردند. هاکمانیت یک ماده فتوکرومیک است که در واکنش به نور تغییر رنگ میدهد. ویژگی متفاوت این ماده باعث شد پژوهشگران امکان ایجاد تغییر رنگ در خارج از محدوده نور مرئی را بررسی کنند.
هاکمانیت در حالت عادی سفید است، اما پس از قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش به رنگ صورتی یا بنفش درمیآید. قرار دادن آن در معرض نور سفید یا گرم کردن ماده تا حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد نیز رنگ اولیه را بازمیگرداند.
محققان در آزمایشهای خود، سدیم موجود در هاکمانیت را با کلسیم جایگزین کردند. این تغییر باعث شد برخی نمونهها زرد شوند، در حالی که تعدادی دیگر هیچ تغییر رنگی برای چشم انسان نداشتند. بررسی دقیقتر نشان داد که نمونههای ظاهرا بدون واکنش نیز تغییر رنگ میدهند، اما این تغییر در محدوده فروسرخ نزدیک رخ میدهد.
بیشتر بخوانید: تبدیل پسماندهای پلاستیکی به سرکه با نور خورشید
کشف داوین با کمک یادگیری ماشینی
میکا لاستوساری، استاد دانشگاه تورکو و پژوهشگر اصلی این پروژه، اعلام کرد که توسعه ماده جدید از پروژه پایاننامه یکی از دانشجویان گروه آغاز شده است. نتایج این پروژه نشان داد که جایگزینی کلسیم بهجای سدیم میتواند ویژگیهای تغییر رنگ هاکمانیت را بهطور قابل توجهی تغییر دهد.
پژوهشگران در ادامه مشخص کردند که ماده مسئول واکنش فروسرخ، «داوین» نام دارد. داوین مادهای معدنی از خانواده کانکرینیت است که هنگام تولید هاکمانیت کلسیمی به عنوان محصول جانبی تشکیل میشود.
داوین و هاکمانیت کلسیمی فرمول شیمیایی یکسانی دارند، اما ساختار اتمی آنها متفاوت است. تولید داوین خالص در ابتدا دشوار بود، چرا که شرایط تعادل شیمیایی بیشتر به تشکیل هاکمانیت کلسیمی منجر میشد.
تیم تحقیقاتی برای حل این مشکل با متخصصان مهندسی مواد همکاری کرد و فرایند تولید را بهبود داد. همچنین پژوهشگران از روشهای یادگیری ماشینی توسعهیافته برای مهندسی مواد استفاده کردند تا شرایط سنتز را بهینه کنند و خالصترین نمونه ممکن از داوین را به دست آورند.
دانشمندان سپس سازوکار تغییر رنگ این ماده را بررسی کردند. آنها دریافتند که با وجود تفاوت ساختاری داوین و هاکمانیت، سازوکار اصلی تغییر رنگ آنها مشابه است. داوین برخلاف حفرههای موجود در ساختار هاکمانیت، تونلهای خالی و بلندی در ساختار خود دارد.
کاربرد داوین برای مقابله با جعل اسکناس و گذرنامه
پژوهشگران برای بررسی کاربرد عملی این کشف، داوین را به عنوان یک نشان امنیتی نامرئی آزمایش کردند. نشانهای امنیتی مشابه اکنون برای بررسی اصالت اسکناسها، گذرنامهها و برخی محصولات مصرفی استفاده میشوند.
محققان برای شناسایی این نشان از یک دوربین ارزانقیمت استفاده کردند که فیلترهای رنگی آن برداشته شده بود. حسگر سیلیکونی این دوربین توانست طول موجهای متناسب با واکنش داوین را شناسایی کند. پس از تنظیم دوربین براساس حساسیت این ماده، تغییر رنگ آن زیر نور فروسرخ به وضوح مشاهده شد.
مهمترین ویژگی داوین، امکان فعال و غیرفعال کردن واکنش آن در محدوده فروسرخ نزدیک است. لاستوساری این قابلیت را مزیت داوین نسبت به سایر مواد نامرئی ضدجعل میداند.
در عمل، مسئول بررسی میتواند نشان امنیتی مبتنی بر داوین را فعال کند تا هنگام بازرسی زیر نور فروسرخ قابل مشاهده شود. پس از پایان بررسی نیز میتوان نشان را دوباره به حالت نامرئی بازگرداند.
این قابلیت میتواند جعل نشانههای امنیتی را دشوارتر کند و امکان توسعه روشهای جدید را برای تأیید اصالت اسکناسها، گذرنامهها و محصولات مختلف فراهم آورد.
بیشتر بخوانید: آلمان از ضایعات کشاورزی پلاستیک تولید میکند
