Методика нанесения защитной маркировки документов с помощью флуоресцентных красителей

Актуальность

Современные методы защиты бумажных документов (в том числе банкнот) достигают высочайших показателей. Помимо высокоточной печати, тиснения и применения специальной бумаги используются также специальные метки, которые флуоресцируют в УФ-области спектра. Аппараты для просвечивания купюр ультрафиолетом всё чаще можно увидеть в банках и на кассах крупных магазинов. Однако в неменьшей степени защиты нуждаются и документы другого формата, например, секретные бланки формата А4. При этом наибольшая уязвимость здесь кроется в возможности замены оригинала документа копией, напечатанной на принтере с достаточно высокой плотностью печати и красками с высокой цветопередачей. К сожалению, структура обычной офисной бумаги не позволяет быстро заметить такую подмену.

Цель

Создание методики маркировки документов флуоресцентными красками с нанесением их в заранее выбранную область листа методом прокачки раствора через проточную камеру с уникальным рисунком (штампом).

Задачи

1. Изучить имеющуюся литературу по данной тематике.
2. Проанализировать данные, выявить недостатки текущих методов.
3. Создать прототип проточной камеры.
4. Провести экспериментальную проверку эффективности выбранного метода.
5. Проанализировать полученные данные.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Ноутбук
• Полидиметилсилоксан (PDMS)
• Флуоресцентная краска DiOC6
• 3D-принтер

Описание

Для создания проточной камеры применялись технологии 3D-моделирования и 3D-печати, а также полимерный компонент (полидиметилсилоксан); детектирование качества нанесённой метки производилось методами конфокальной флуоресцентной микроскопии.

Ниже приведена поэтапная схема создания формы для заливки штампа полимером (PDMS) и последующим прокачиванием тестового раствора через полученный канал (рис. 1).

Результат прокачивания жидкости через канал и съёмки на микроскопе при увеличении 4x показан на рис. 2. Границы контура видны чётко, краска не выгорает даже при интенсивном облучении диодами.

Рис. 2. Съёмка образца на микроскопе в режиме флуоресценции. Здесь справа – область образца в проходящем свете, слева – та же область при облучении диодами с длиной волны 488 нм

Результаты работы/выводы

• Отлажена технология трёхмерной разработки и печати пластикового рельефа в качестве уникального образца.
• Испытан метод заливки рельефа полидиметилсилоксаном.
• Проверена герметичность проточной камеры при прокачивании жидкости.
• Получены предварительные результаты с упрощённой формой рельефа на поликарбонате.

Перспективы использования результатов работы

Разработанная концепция позволяет быстро и просто маркировать важные документы различного формата, не оставляя каких-либо следов маркировки, заметных невооружённым глазом (в видимой части спектра). При этом не требуется обращение к специалистам по тиснению и закупка особой бумаги. Эта технология позволит всегда определить оригинал документа среди множества копий даже очень высокого качества.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

МГУ им. М.В. Ломоносова

Награды/достижения

Конференция «Наука для жизни», секция «Теоретические и фундаментальные исследования» в 2022 году – призёр

Мнение автора

«Работа демонстрирует интересные практические результаты уже на этапе прототипа. Однако текущая версия проекта нуждается в доработке: необходимо найти флуоресцентный краситель с наилучшей адгезией к целлюлозе и максимально автоматизировать процесс полимеризации штампа. Рассмотрение этих вопросов заслуживает особого внимания при дальнейшей работе над проектом.

Реализация идеи стала возможна благодаря поддержке и информационной базе Городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе». А Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» позволила найти единомышленников и оценить способы воплощения и представления новых идей»