香港大學(xué)機(jī)械工程團(tuán)隊(duì)：3D打印用于制作多層防偽標(biāo)簽

導(dǎo)讀：假冒產(chǎn)品威脅著全球經(jīng)濟(jì)和安全。根據(jù)美國專利商標(biāo)局 (USPTO) 2020 年發(fā)布的報(bào)告，全球假冒和盜版產(chǎn)品的價(jià)值估計(jì)每年在 1.7 至 4.5 萬億美元之間。盡管付出了巨大的努力，但由于傳統(tǒng)的防偽方法（例如 QR 碼）可以很容易地偽造，因此如何對(duì)付假冒產(chǎn)品一直是個(gè)棘手的問題。為了解決這一挑戰(zhàn)，需要弄清楚如何在有限的空間內(nèi)提高加密密度。





2022年12月17日，南極熊獲悉，由香港大學(xué)機(jī)械工程系 Ji Tae Kim 博士領(lǐng)導(dǎo)的工程師團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種高精度 3D 打印方法，可以生產(chǎn)新的偏振編碼 3D 防偽標(biāo)簽。這種新的 3D 標(biāo)簽可以加密比傳統(tǒng) 2D 標(biāo)簽更多的數(shù)字信息。他們的研究內(nèi)容已經(jīng)發(fā)表在了《Nano Letters》題目為《Three-Dimensional Printing of Dipeptides with Spatioselective Programming of Crystallinity for Multilevel Anticounterfeiting》（用于多級(jí)防偽的二肽空間選擇性編碼的三維打印技術(shù)）


△Ji Tae Kim 博士（左）和 Jihyuk Yang 博士（右）。資料來源：香港大學(xué)。

二苯丙氨酸 (FF) 是一種二肽，由于其獨(dú)特的光學(xué)特性而被選為數(shù)據(jù)加密材料。FF 由于其獨(dú)特的性質(zhì)，例如壓電性和光學(xué)雙折射（源于晶體性質(zhì)），正在成為一種新的電子和光子器件材料。


△偏振編碼 3D 微像素的 3D 打印過程。資料來源：香港大學(xué)。

研究人員在空間上控制墨水的半月板再沉淀自組裝，從而能夠打印出具有編程形狀和結(jié)晶度的獨(dú)立的FF微結(jié)構(gòu)。通過控制二元溶劑的蒸發(fā)，F(xiàn)F的自組裝結(jié)晶可以隨意開啟和關(guān)閉。通過對(duì)半月板中過飽和場的數(shù)值模擬，從理論上研究了依賴蒸發(fā)的結(jié)晶現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，具有空間編程結(jié)晶性的3D打印FF微結(jié)構(gòu)可以攜帶3D數(shù)字光學(xué)各向異性圖案，適用于生成偏振編碼的防偽標(biāo)簽。這種結(jié)晶度控制的增材制造將為促進(jìn)肽基設(shè)備的創(chuàng)造鋪平新的道路。



新的偏振編碼3D打印方法與自然驅(qū)動(dòng)的分子自組裝相結(jié)合，可以打印具有編程結(jié)晶度的多段3D FF微像素，用于高密度數(shù)據(jù)加密。通過利用非晶和結(jié)晶部分對(duì)偏振光的不同響應(yīng)，一個(gè)微小的單個(gè) 3D 像素可以加密由“0”和“1”組成的多位二進(jìn)制代碼。在比發(fā)絲還小 1000 倍的 4μm2 小面積上，通過單個(gè)第 11 段獨(dú)立像素可以將信息容量增加到 211.

Ji Tae Kim 博士認(rèn)為 3D 打印技術(shù)可以有效地用于隨時(shí)隨地按需定制安全標(biāo)簽，有助于加強(qiáng)個(gè)人和公司的信息安全。

原文鏈接：Three-Dimensional Printing of Dipeptides with Spatioselective Programming of Crystallinity for Multilevel Anticounterfeiting | Nano Letters (acs.org)