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隐形墨水的秘密? 加水就可以!

发布:HPLlaser    |    2019-10-09 20:02    阅读:172
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“隐形墨水”是间谍小说中常出现的物品,并且其在军事和商业应用程序的真实文档安全性中越来越扮演着举足轻重的角色。中国的一个研究小组现在报告了实现这种保护文档安全的方法,即一种看不见的“墨水”是白开水(Matter,doi:10.1016 / j.matt.2019.08.016)。

该系统的秘密是一些巧妙的化学作用,它将发光的锰离子络合物嵌入可重复使用的纸张表面。在传统的喷墨打印机中用作墨水的水破坏了配合物的离子配位,从而淬灭了它们的发光,即仅在特定波长的紫外线下才能再次打开该信息以读取消息。

研究人员指出,可以通过简单的热处理就可以擦除纸上的信息,从而可以擦拭一张纸并多次重写。并且,对于更复杂,更敏感的军事和经济安全应用,可以对化学反应进行动态调整,以便只能在难以破解的安全协议下通过光致发光寿命成像来对纸张进行解码。

纸质安全

尽管如今是数字时代,但许多敏感信息仍保留在纸上,研究人员已经设计出了多种荧光灯,用于对安全性要求很高的应用。但是,大多数此类墨水是不可擦除的,并且往往对环境不利。此外,荧光油墨通常仅能提供皮肤深层的安全性,并且容易破裂,使它们成为用于高度安全通信的不完善解决方案。

为了克服这些局限性,由中国南京邮电大学的黄伟领导的研究小组对一种特定的化学物质-二价锰离子[Mn(II)]络合物(一种具有已经证明了它在有机LED等应用中的实力。研究小组知道,这种丰富的低毒性离子络合物的光学性质可以通过暴露于极性溶剂(例如水)中来改变,并且该反应可以进行热逆转。这就开辟了将普通H20用作可重复使用的证券纸上不可见的“墨水”的可能性。

紫外线解码

该团队设计的纸模型示意图。(图片:P.She et al。,Matter,doi:10.1016 / j.matt.2019.08.016(2019)/ Cell Press)

作为概念证明,该团队设计了一个四层纸原型,其中包括一层滤纸。聚合物钝化层;嵌有MnCl42–离子的薄膜成像层,与敏化的磷酸盐配体相连;顶部有聚合物保护层。然后,该团队使用水作为墨水,通过普通的喷墨打印机运行样品。透过保护层的水破坏了成像层中Mn(II)离子络合物(发射体)和磷酸盐络合物(敏化剂)之间的配位,从而淬灭了该络合物的发光并编码了水写入的图像喷射。该团队用裸眼仍然看不到该图像,因为根据该团队的说法,“证券纸和水印区域的反射性紫外可见光谱几乎相同。”但是,在窄带254 nm紫外光下曝光-激发Mn(II)配合物可露出印刷图像。

研究小组发现,可以通过用吹风机将纸张加热15至30秒钟来重新建立离子配位,从而消除信息,从而使其准备编码另一条信息。该小组的测试表明,在至少30个这样的循环中,该纸是可重写的。编码后的消息将保持可读三个月以上。

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