香港大學機械工程團隊：3D打印用于制作多層防偽標簽

導讀：假冒產品威脅著全球經濟和安全。根據美國專利商標局 (USPTO) 2020 年發(fā)布的報告，全球假冒和盜版產品的價值估計每年在 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，因此如何對付假冒產品一直是個棘手的問題。為了解決這一挑戰(zhàn)，需要弄清楚如何在有限的空間內提高加密密度。





2022年12月17日，南極熊獲悉，由香港大學機械工程系 Ji Tae Kim 博士領導的工程師團隊開發(fā)了一種高精度 3D 打印方法，可以生產新的偏振編碼 3D 防偽標簽。這種新的 3D 標簽可以加密比傳統(tǒng) 2D 標簽更多的數字信息。他們的研究內容已經發(fā)表在了《Nano Letters》題目為《Three-Dimensional Printing of Dipeptides with Spatioselective Programming of Crystallinity for Multilevel Anticounterfeiting》（用于多級防偽的二肽空間選擇性編碼的三維打印技術）


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

二苯丙氨酸 (FF) 是一種二肽，由于其獨特的光學特性而被選為數據加密材料。FF 由于其獨特的性質，例如壓電性和光學雙折射（源于晶體性質），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。

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晶度的獨立的FF微結構。通過控制二元溶劑的蒸發(fā)，FF的自組裝結晶可以隨意開啟和關閉。通過對半月板中過飽和場的數值模擬，從理論上研究了依賴蒸發(fā)的結晶現象。研究發(fā)現，具有空間編程結晶性的3D打印FF微結構可以攜帶3D數字光學各向異性圖案，適用于生成偏振編碼的防偽標簽。這種結晶度控制的增材制造將為促進肽基設備的創(chuàng)造鋪平新的道路。



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

Ji Tae Kim 博士認為 3D 打印技術可以有效地用于隨時隨地按需定制安全標簽，有助于加強個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)