Российские химики впервые в мире научились печатать scratch holograms (буквально — «нацарапанные голограммы»). Этот тип голограмм удобно считывать с любого ракурса. Создатели технологии предлагают наносить такие изображения на этикетку как уникальный код, подтверждающий подлинность изделия. Кодовое изображение можно будет визуализаровать с любого угла в естественной форме. Об этом ученые рассказали в статье в Journal of Materials Chemistry C. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).

«Сегодня разработка методов струйной печати для разных оптических структур и наноструктур весьма актуальна, — рассказал соавтор работы Александр Виноградов, кандидат химических, директор Химико-Биологического Кластера Университета ИТМО. — Это дешевый и простой метод принтинга, с помощью которого можно создавать индивидуальные изображения с уникальными характеристиками в оптическом диапазоне».

Фото: Исследование рельефа напечатанной линии: ...

Фото: Исследование рельефа напечатанной линии: а) 3D модель; b) 2D модель (на a и b цветом обозначена высота микрорельефа); c) оптическое изображение исследуемого участка. Источник: RSC publishing group

Исходную голограмму такого типа каждый может сделать сам, что доказывают различные видео в интернете. Для этого понадобится кусок плексигласа (оргстекла), циркуль (лучше всего, если у него с обоих концов будут иголки) и трафарет нужной картинки, который можно вырезать из картона. Для создания голограммы нужно закрепить трафарет и кусок плексигласа на подложке и закреплять один конец циркуля в точки по контуру трафарета, а другим царапать поверхность оргстекла. При этом нужно стараться сохранять одинаковой окружность, очерчиваемую циркулем. Царапины на оргстекле при поворотах и наклонах в ярком свете будут образовывать «созвездие» точек, повторяющих контуры трафарета.

Такую «нацарапанную» голограмму сложно напечатать. Для этого подходит не любая поверхность, да и сам метод печати на струйном принтере подразумевает нанесение чернил, а не создание царапин. Авторы разработки впервые нашли простой и недорогой метод, чтобы напечатать такой тип голограммы. Для этого они разработали особые чернила на основе диоксида титана с очень высоким показателем преломления, а также адаптировали технологию пиксельной печати, позволяющие печатать изогнутые линии с минимальным геометрическим искажением. Такими чернилами можно напечатать отражающую «пленку» на самых разных непористых поверхностях, поэтому голограмму можно наносить на объекты без предварительной подготовки.

Фото: Напечатанный образец: a) текст для кодиро...

Фото: Напечатанный образец: a) текст для кодировки; b) паттерн, используемый для печати; с) напечатанный образец (свет направлен так, что отражается от всей поверхности субстрата); d), e), f) — пример работы голограммы. Источник: RSC publishing group

Ученые Университета ИТМО долго работали над составом чернил, добавляя к наночастицам диоксида титана модификаторы поверхностного натяжения и вязкости, чтобы чернила стали удобными в использовании на струйном принтере. Химикам удалось добиться желаемых характеристик, и теперь чернила могут быть использованы и на коммерческих печатающих головках.

«Нацарапанная» голограмма — уже четвертый тип голограмм, которые напечатала эта научная группа. До этого были созданы радужная и опаловая голограммы (их можно использовать для защиты купюр от подделки) и компьютерно-генерируемая голограмма. Новый тип голограмм предназначен для печати на непористых поверхностях.

Фото: Образец, напечатанный на PET: а) пример р...

Фото: Образец, напечатанный на PET: а) пример работы голограммы при положении субстрата без искажения; b) согнутая пленка. Источник: RSC publishing group

«Перспективы струйной печати в этой области очень большие, — комментирует Александр Виноградов. — Сейчас сканирование штрих-кодов происходит в трехпозиционном лазере. То есть считывание штрих-кодов осуществляется с помощью специальной трехмерной камеры в проекции трех осей — x, y и z. В нашей технологии простое сканирование голограммы с любого ракурса дает аналогичную информацию, которая заложена в объекте при печати».

Такая технология позволит на новом уровне защитить товар или изделие с помощью закодированного сигнала на упаковке.