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行业新闻

石墨烯防伪标签,未来安全的保障。
发布时间:2018-03-05

现如今,各式各样的假货充斥着身边市场,例如假药、假币、假酒、假化妆品、假证件、假衣服、假包包等等。不知假货越来越多,造假的技术也越来越高超,让普通人难辨真伪,几乎所有的消费者都曾被假货伤害过,轻则带来经济损失,重则威胁生命安全。

另外,随着物联网技术蓬勃发展,各种联网的智能系统中使用的芯片和电子元器件也变得更多,例如无人驾驶汽车制动系统的部件、智能硬件使用的各种芯片等等,它们也更加需要完善的防伪认证。

所以,各种防伪和安全认证技术应运而生,其中比较[敏感词]的有密码技术、RFID技术、全息技术、指纹识别技术、虹膜识别技术,以及笔者曾介绍过的纳米水印防伪技术等等。但是,这些宏观级别的防伪技术往往会存在一些漏洞,让不法分子有机可乘,他们会采取拷贝、克隆、欺骗等等种种手段破解现有的防伪技术。

针对上述问题,近来自英国兰卡斯特大学以及其衍生公司 Quantum Base 的研究人员走入了微观领域,发明了一项新型专利技术,它基于石墨烯或者其他二维材料中的不规则性,创造出无法复制的、原子级的[敏感词]标识。

这种量子技术为产品创造出一种原子级的“指纹”,用户可以通过智能手机扫描这种标签,与数据库中的记录进行对比,判断出商品的真伪。研究人员称,这项技术有望彻底消除伪造数字身份的假货。

那么,这项技术如何防伪?

我们还是从重要的部分二维材料石墨烯说起。石墨烯,笔者以往多次介绍,它既是薄的材料,又是强韧的材料,还具有优异的导电、导热性能。它只有一层原子的厚度,属于二维材料的一种。

然而,二维材料的原子也会产生缺陷,每片区域的石墨烯总会出现不规则的缺陷,而且这种缺陷几乎是无法复制的。

当光线照射这些二维材料时,这些微小的缺陷会使材料发光。
对于二维材料一小片区域来说,其发出的光线代表了一种独特的信号,而智能手机通过摄像头可以捕捉到这种信号。

然后,这种信号将被转化为一种数字序列,也就是所谓的“数字指纹”。

这些“小薄片”对于人眼来说通常是不可见的,只有人类头发丝厚度的千分之一。由这些小薄片制成的标签可以被添加到我们日常生活用品中,例如货币、信用卡、护照和车票等。然后,我们通过智能手机应用程序可以对它进行拍照,分析出这些小薄片的独特信号,从而根据“指纹”正确与否,判断产品的真伪。

光学量子ID技术

以上介绍的防伪技术的核心就是光学量子ID技术。而光学量子ID技术的基础就是二维材料原子级别的缺陷(不规则性),也正是这些缺陷制造了难以复制的“指纹”。研究人员利用简单的光学技术,例如智能手机的摄像头,就可以读取二维材料纳米级的缺陷。

由于晶体生产或者制造期间产生的缺陷,会带来二维材料能带隙的空间差异,而这种差异可以通过光激发光的方式测量到。当纳米晶体材料被照射的时候,例如使用蓝色火炬,光子会被吸收,从而激发电子跃迁到更高能级。然而,这些高能电子很快又会释放出一些能量,从而使得纳米晶体发光。原子级的缺陷改变了纳米晶体的组织、尺寸和形状,使我们能从它发出的光线中获取独特的光学签名。

为什么难以复制?

这就要从原子世界说起。对于原子级的微观世界,科学家会采用较为特殊的显微镜来观察有关细节,甚至是移动原子。在原子级别,一切都是很独特的。如果要移动原子来克隆特殊的结构,那么难度将是非常惊人的,并且将耗费非常漫长的时间。换句话说,使用目前的技术进行复制将非常困难。

价值

这项技术主要价值,毫无疑问就是在防伪领域,重要的就是不能复制,从而显著提高了防伪技术的可靠性。它可以广泛应用于药物和食品包装,化妆品和衣服,货币和证件等产品的防伪。未来,用户只要有一部智能手机,随意扫描一下防伪标签,就可以辨别相关产品的真伪。

相比于其他的防伪技术,例如全息技术,安全油墨或者标志物,RFID技术等等,这种微型的石墨烯标签完全是[敏感词]的,很难进行复制。另外,它也具备跟踪功能,如果产品丢失或者被盗,可以随时关闭。

这项专利技术和相关应用有望于今年上半年面世,它将可以固定在任何物体表面,也就是任何产品上。

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