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浅谈纳米防伪
 

 
一、纳米材料的界定
l981年,德国学者格莱特首次提出了纳米材料的概念。英国学者阿尔培特·佛朗将纳米材料定义为尺度范围在0.1nm~100nm内、在科学技术领域起关键作用的材料。因此,人们习惯上把纳米材料定义为在尺度上小于l00nm的材料,但这种界定在实际应用中会出现概念不清的问题。例如两种纳米硅灰石,都是由几纳米的微晶团聚形成的纳米颗粒,一种团聚颗粒尺度为70nm,另一种团聚颗粒尺度为700nm,但它们都有纳米尺度效应,所以,界定纳米材料的主要条件是:第一、具有0.1nm~100nm尺度的微晶;第二、具有相应的纳米效应。
二、纳米防伪技术的科学界定
纳米防伪即应用纳米技术提高包装材料、包装印刷工艺的防伪性能的技术。纳米技术和纳米材料是目前国外在包装领域应用最多的高技术。美国应用纳米技术研制包装材料,使其具备了多种超高物理化学性能,对提高包装功能具有划时代意义。1989年美国IBM公司成功地实现了世界上最小的纳米级商标图案。1992年,我国在纳米包装技术、隐形条码研制方面取得成功。1994年美国的马萨诸塞州XMX公司获得一项生产用于印刷油墨的、颗粒均匀的纳米微粒的专利。在颜料上,纳米技术也给油墨制造业带来巨大的变革,它不再依赖于化学颜料而是选择适当体积的纳米材料来呈现不同的颜色,如TiO2、SiO2纳米粒子是白色,Cr2O3是绿色,Fe2O3是褐色。
三、纳米防伪技术原理
纳米技术是在纳米尺度上探索物质颗粒(包括原子、分子)的新现象和新特性(物理、化学、生物),并在纳米尺度上控制物质,制造具有新功能的材料、器件和系统。而纳米防伪技术则是在纳米尺度范围内利用原子核等微观带电粒子为载体,将其携带的随机信息经过处理,分别赋予识别仪器和防伪标识之中,检验两者信息是否吻合以辨真伪的技术。具体来说,即大量微观带电粒子,在加速器的作用下沿同一方向高速运动,利用云母、玻璃、晶体等固体介质截获其瞬间随机信息,形成母版;母版经翻录制成工作版,通过专用加密设备在防伪标识介质上进行纳米信息加密,同时再经过封装工艺以保护加工完毕的纳米信息;检测时,通过检测仪器进行图像特征匹配,以辨真伪。纳米防伪技术应用系统构成为:纳米母版(采用纳米防伪技术首先需要购置纳米母版)、加密设备(其关键部分是安装有纳米加密信息工作版的加密部件)、防伪标识(分为纸质、激光全息标识及其它各种介质标识)、检测仪器(专业识别仪器、仲裁识别仪器)、管理软件(在仲裁识别仪器应用中需配套计算机识别系统管理软件)。纳米防伪技术的一般使用方法有标识安装方法(包括手工粘贴、机器粘贴、在线加密等)和标识识别方法。而标识识别方法可分为:表观识别(把加密标识对光与眼水平放置肉眼观察,其纳米水印部分相对于介质表面有突出感)、专业识别(手持专业识别仪器将其窗口对准防伪标识预定区,仪器显示绿灯为真标,显示红灯为伪标)、仲裁识别(使用仲裁检测仪器将其探头对准防伪标识预定区,根据纳米信息图像特征是否匹配以辨真伪,并经屏幕显示)。
四、纳米防伪的基本特点
与传统的油墨、纸张、激光全息等防伪技术相比,纳米防伪技术具有明显的优势。
1、唯一性
即微观带电粒子群只服从统计规律,人为无法控制沉积在固态介质中的大量微观粒子的个体行为。由于每个微观粒子在沉积的瞬间表现出的能量损失、自旋、角动量等纳米信息的差异而使其径迹千差万别,人们只能记录其随机状态,而无法改变这种微观立体群雕图。此外,由于纳米防伪技术实质是纳米信息在载体上的显微转移,具有与载体同样的寿命,因此加密稳定可靠。而不像温变、光变油墨等防伪技术存在性能变化的问题。
2、  微观性
即带电粒子的径迹属于纳米尺度的微观领域,需要在至少放大上千倍显微镜下才能识别。
3、  检测准确性
纳米防伪技术是目前唯一可以使用专用仪器对防伪标识预定区进行定量检测的技术。它可用专业仪器对嵌入纳米信息的防伪标识进行定量检测,操作方便,结果精确。
4、灵活和广泛兼容性
纳米信息的加密工艺可直接在纸张、塑料或在印刷完的包装物上实施,也可制成防伪标识,粘贴在各种需要防伪的商品上,因此工艺灵活。此外,纳米防伪技术可与各种防伪技术结合提供商品的防伪标识,也可与造纸、印刷、制塑工艺结合提供纳米防伪基础材料,具有广泛的兼容性。
五、纳米科技在商品包装防伪中的应用
1、滴水消失型防伪标识,它是在产品或外包装上贴上不可转移使用的纳米数码标签,除覆盖的数码外,在标识上加盖印制标志,当用水等液体接触后,标志消失;擦干液体后,标志又显现,此技术的材料采取专控专用,仿制困难,效果可靠直观。但目前成本较高。滴水消失型技术作为防伪标识是利用选择性的辐照和蚀刻,在标识的局部做成半透明的微孔,形成特定的图案。其防伪特点是:滴水消失型技术的制造需要尖端的中离子技术和纳米技术,这些敏感的设施都控制在国家级的大型研究单位里,都在国家安全保密单位的监管之下,具有很好的防伪唯一性,这使造假者很难具备。只有特殊结构的重离子加速器加上现代的纳米技术处理材料才能用来制造滴水消失型技术的防伪标识。滴水消失型技术的制造需要高能物理技术和纳米技术的高尖科技人员,这在世界上也只有少数国家能掌握。微孔在微观上分布是不均匀的,按随机规律分布,由中离子加速器生产的滴水消失型技术防伪标识,它的孔道基本是半透明平行的,而纳米技术处理的滴水消失型技术防伪标识,它的微孔道是有一定的散射角无序分布的,消失的效果更加明显、彻底,所以纳米技术处理的滴水消失型防伪标识更不容易仿造。
2、原子核双卡防伪技术是一种可以直接渗入到各种载体的微观防伪技术,其原理是利用原子核群体在运动过程中的随机性、微机性及延展特点,将大量微观粒子群雕分层立体嵌入各种载体之中形成母版,为仿造者设置了无法逾越的障碍。
1997年10月发布的国家标准(BG/T-17004-97)将其列为最高级(3.10)防伪技术。核径迹防伪技术关键是核孔膜(即核径迹防伪保护膜)的制作。由核径迹形成的微米级微孔组成,微孔的孔径和孔密度可根据需要改变,分布是随机的。在全息制版中的核轰击技术是我国开发出的一项集成防伪技术。
 
更新时间:2008/1/9   
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