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Neue Art von verschwindender Tinte
Mit einer neuen Nanopartikel-Tinte könnten streng geheime Karten und Nachrichten erstellt werden, die ausgeblendet werden, um unerwünschte Augen davon abzuhalten, sie zu sehen. Forscher an der Northwestern University, geleitet von einem Professor für Chemie- und Bioingenieurwesen Bartosz Grzybowski , haben Gold- und Silber-Nanopartikel verwendet, die in einen dünnen, flexiblen organischen Gelfilm eingebettet sind, um das neuartige selbstlöschende Medium herzustellen.
Rechtzeitiges Verschwinden: Metallnanopartikel, die unter ultraviolettem Licht verklumpen und ihre Farbe ändern, werden als Tinte verwendet, um Bilder zu erstellen. Im sichtbaren Licht brechen die Klumpen auseinander und das Bild verblasst in neun Stunden.
Das Bestrahlen des Films mit ultraviolettem Licht durch eine gemusterte Maske oder das Bewegen eines ultravioletten Stifts darüber zeichnet ein Bild auf dem Film auf. Im sichtbaren Licht verschwindet das Bild langsam. Das Schreiben auf das Medium dauert einige zehn Millisekunden, aber die Forscher können den Vorgang beschleunigen, indem sie helleres Licht verwenden. Sie können auch die Nanopartikel optimieren, um zu steuern, wie schnell die Bilder verschwinden, von Stunden bis zu einigen Tagen. Die Bilder verschwinden in wenigen Sekunden, wenn sie hellem Licht oder Hitze ausgesetzt werden.
Der Film kann Hunderte Male gelöscht und neu geschrieben werden, ohne dass sich die Qualität ändert. Es kann gebogen und verdreht werden.
Die Technologie, beschrieben in einem Online Angewandte Chemie Papier, wäre ideal für sichere Nachrichten, sagt Grzybowski. Er stellt sich auch selbstverfallende Bus- und Bahntickets vor. Es löscht sich selbst und es gibt keine Möglichkeit, es zurückzuverfolgen, sagt Grzybowski. Auch dieses Material löscht sich selbst, wenn es intensivem Licht ausgesetzt wird, so dass es nicht möglich ist, es auf einen Kopierer zu legen.
Es gab frühere Berichte über selbstlöschende Medien. Im Jahr 2006 kündigte Xerox ein Papier an, das sich in 16 bis 24 Stunden selbst löscht. Diese Materialien verwenden photochrome Moleküle, die ihre innere chemische Struktur neu anordnen, wenn sie Licht ausgesetzt werden, wodurch ihre Farbe verändert wird. Typischerweise können diese Moleküle nur zwischen zwei Farben wechseln und verlieren ihre Fähigkeit, nach einigen Zyklen zu wechseln. Außerdem, sagt Grzybowski, sind die Moleküle nicht hell, man braucht also eine große Zahl, um eine Farbänderung zu sehen. Ein Kilogramm davon muss man zu Papier bringen, bevor man etwas sieht, sagt er.
Grzybowski und seine Kollegen stellen die selbstlöschende Tinte mit 5 Nanometer breiten Gold- oder Silberpartikeln her. Sie heften sich an die Oberflächenmoleküle der Nanopartikel, die unter ultraviolettem (UV) Licht ihre Form ändern und sich gegenseitig anziehen. Sie sind wie ein molekularer Klebstoff, den man mit Licht regulieren kann, sagt er. Die unbeschriebenen Filme sind rot, wenn sie Goldpartikel enthalten und gelb, wenn sie Silber enthalten. Die Folien können auch in anderen Farben von Rot bis Blau hergestellt werden, indem Nanopartikel unterschiedlicher Größe gewählt werden. Partikel, die Licht ausgesetzt sind, bilden Cluster mit einer anderen Farbe – der rote Film ändert sich in Blau und Gelb ändert sich in Violett.
Ohne Licht fallen die Cluster auseinander. Wie schnell sie auseinanderfallen und die Schrift löschen, hängt von der Menge der kleberartigen Partikel ab.
Sie können in verschiedenen Farben schreiben, je nachdem, wie viel Licht Sie einbringen – mehr UV-Licht lässt die Partikel engere Cluster bilden, die eine andere Farbe haben als lockerere Cluster. Die Forscher konnten auch zwei Bilder übereinander auf demselben Film schreiben. Alle Nanopartikel gewöhnen sich nicht daran, das erste Bild zu schreiben und können für das zweite Bild verwendet werden.
Das Konzept der photostimulierten reversiblen Aggregation von Gold- oder Silberpartikeln für selbstlöschende Bilder ist sehr interessant und neu, sagt Masahiro Irie , einem Chemieprofessor an der Rikkyo-Universität in Tokio, der photochrome Moleküle untersucht. Er glaubt jedoch, dass photochrome Moleküle für praktische selbstlöschende Systeme besser geeignet sein könnten. Bilder oder Text, die mit den neuen Tinten geschrieben wurden, haben möglicherweise keine hohe Auflösung, da sie Cluster von Nanopartikeln erfordern. Außerdem sei der unbeschriebene Film wegen der Nanopartikel gefärbt, wünschenswerter wäre ein farbloser oder weißer Originalfilm, sagt er.
Aber die Flexibilität und Kontrolle, die das neue Material bietet, macht es attraktiv. Die Geschwindigkeit beim Schreiben und Löschen sowie die Farbe lassen sich leicht steuern, sagt Grzybowski. Er fügt hinzu, dass die Technologie das Interesse einer im Vereinigten Königreich ansässigen Sicherheitsfirma geweckt hat.