Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dreifaches Leuchten gegen Geldfälschung und Produktpiraterie

04.05.2016

Tinte mit Kohlenstoff-Nanopunkten luminesziert nach drei verschiedenen Mechanismen

Banknoten, viele Dokumente, Markenprodukte und sensible Waren wie Pharmaka oder technische Bauteile werden markiert, um sie von Fälschungen zu unterscheiden. Herkömmliche Fluoreszenz-Markierungen können einige Fälscher inzwischen jedoch nachmachen.


Dreifache Lumineszierung von Tinte mit Kohlenstoff-Nanopunkten

(c) Wiley-VCH

In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen chinesische Wissenschaftler jetzt eine neue, besonders fälschungssichere Tinte aus Kohlenstoff-Nanopunkten vor: Das ausgeklügelte Verbundmaterial zeigt drei verschiedene Arten von Lumineszenz.

Ein Stoff, der bei Raumtemperatur auf drei verschiedene Weisen leuchtet, ist ein Novum. Dem Team um Hengwei Lin vom Ningbo Institute of Materials Technology & Engineering der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Universität Chongqing sowie der Southeast University, Nanjing, ist die Entwicklung eines solchen Materials auf der Basis sogenannter Kohlenstoff-Nanopunkte gelungen – lumineszierender Nanomaterialien, die in den letzten Jahren aufgrund ihrer einzigartigen optischen Eigenschaften und der extrem geringen Toxizität viel Aufmerksamkeit erregt haben.

Die Forscher stellten Kohlenstoff-Nanopunkte nach einem einfachen Verfahren aus m-Phenylendiamin her, dispergierten sie zusammen mit Polyvinylalkohol in Wasser und trugen sie als Tinte mit einem Gelstift auf eine Banknote und ein Dokument auf.

Nach dem Trocknen entstand ein transparenter, unter normaler Beleuchtung farbloser Film aus Kohlenstoff-Nanopunkten in einer Polyvinylalkohol-Matrix, der es dreifach in sich hat: 1) Unter Bestrahlung mit einer UV-Lampe (365 nm) zeigt die Markierung ein blaues Leuchten (Photolumineszenz) sowie 2) ein grünes Nachleuten, das noch einige Sekunden nach Abschalten der UV-Lampe andauert (Raumtemperatur-Phosphoreszenz). 3) Bestrahlung mit einem gepulsten Femtosekunden-Infrarot-Laser (800 nm) erzeugt ein blaugrünes Leuchten (Zwei-Photonen-Lumineszenz).

Die Photolumineszenz ist ein weit verbreitetes Phänomen: Anregung mit UV-Licht katapultiert Elektronen in ein höheres Energieniveau, bei der Rückkehr in den Grundzustand wird ein Teil der Energie in Form von sichtbarem Licht wieder abgegeben. Deutlich seltener ist die Zwei-Photonen-Lumineszenz, bei der zwei Photonen gleichzeitig absorbiert werden, in diesem Fall aus dem Infrarot-Bereich, und das Elektron in ein höheres Energieniveau gelangt. Aus diesem kann es unter Emission von Licht einer kürzeren Wellenlänge, nämlich aus dem sichtbaren Spektralbereich, direkt in den Ausgangszustand zurückkehren.

Eine Phosphoreszenz bei Raumtemperatur ist besonders selten. Dabei wird absorbierte Lichtenergie erst verzögert wieder abgegeben, da quantenmechanisch „verbotene“ – und damit unwahrscheinliche – elektronische Übergänge involviert sind.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass stickstoffhaltige Gruppen auf der Oberfläche der Kohlenstoff-Nanopunkte entscheidend für die beobachtete Phosphoreszenz sind. Zudem spielt die Einbettung in die Polyvinylalkohol-Matrix eine wichtige Rolle, da sie innermolekulare Bewegungen hemmen, die der Phosphoreszenz entgegenwirken.

Angewandte Chemie: Presseinfo 15/2016

Autor: Hengwei Lin, Ningbo Institute of Materials Technology & Engineering NIMTE, CAS (China)

Link zum Originalbeitrag: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201602445

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kaltwasserkorallen: Versauerung schadet, Wärme hilft
27.04.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Auf dem Gipfel der Evolution – Flechten bei der Artbildung zugeschaut
27.04.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie