Un documento del 2013 redatto dalle Nazioni Unite ha evidenziato come una porzione compresa tra il 2% ed il 5% di tutto il commercio internazionale coinvolga merci contraffatte, da componenti elettronici a parti di automobili e mezzi di trasporto, passando per cibo e medicinali: si tratta di un grave problema che oltre a causare danni economici ad aziende e amministrazioni pubbliche, pone seri rischi per la sicurezza degli individui.
Nel corso del tempo sono state sviluppate varie metodologie per cercare di contrassegnare le merci originali, tramite etichette o tag elettronici, ma si tratta spesso di misure che possono essere anch'esse facilmente contraffatte, o dalla difficile implementazione o dalla scarsa affidabilità.
Un gruppo di ricercatori del MIT ha pensato ad una possibile alternativa per cercare di risolvere il problema, realizzando piccole particelle invisibili all'occhio nudo e composte da nanocristalli in grado di illuminarsi quando colpite da luce vicina all'infrarosso. Si tratta di particelle facilmente realizzabili che possono essere utilizzate per aiutare a garantire l'autenticità di monete, componenti elettronici, beni di lusso e via discorrendo.
Le particelle hanno dimensioni di circa 200 micron ed includono varie strisce di nanocristalli di differenti colori. Si tratta di cristalli drogati con elementi come itterbio, gadolinio, erbio e tulio, che ementtono una radiazione elettromagnetica nello spettro del visibile quando sono colpiti da luce vicina all'infrarosso. Alterando le proporzioni di questi elementi, è possibile regolare i cristalli in maniera tale che possano emettere qualsiasi colore nello spettro del visibile.
La produzione di queste particelle avviene mediante una tecnica chiamata litografia stop-flow, dove le forme delle particelle vengono impresse su flussi paralleli di monomeri liquidi. Quando pulsazioni di luce ultravioletta colpiscono il flusso, avviene una reazione che porta alla formazione di una particella polimerica solida. In questo modo ciascuna particella polimerica contiene nanocristalli che emettono colori differenti, permettendo quindi la formazione di particelle "a strisce". Fino ad ora i ricercatori sono stati in grado di creare nanocristalli in nove differenti colori, anche se è possibile realizzare molte altre varianti.
L'impiego di questa procedura consente ai ricercatori di realizzare enormi quantità di particelle uniche. Con le particelle che contengono sei strisce, ad esempio, vi sono 1 milione di differenti combinanzioni cromatiche: "E' una enorme capacità di codifica. Si possono applicare differenti combinazioni di 10 particelle ai prodotti da ora fino ad un remoto passato, e non ottenere mai la stessa combinazione" ha spiegato il team di ricercatori.
Le microparticelle possono essere disperse nei prodotti durante il processo di produzione, incorporate direttamente negli oggetti stampati tridimensionalmente, stampate su carta o affogate negli inchiostri, ampliando e semplificando quindi i metodi per la marcatura dei prodotti stessi.
Questo genere di particelle ha mostrato altri due importanti punti di forza: dapprima la possibilità di rilevazione mediante strumenti assolutamente non specifici, basta infatti un semplice smartphone e un puntatore di luce laser, in secondo luogo la possibilità di essere modificati facilmente per cambiare alcune proprietà fisiche senza alterare l'emissione luminosa. Ciò permette, in particolare, di realizzare particelle che meglio si adattino a particolari condizioni di temperatura, pressione e umidità allargando quindi il campo di azione di questo metodo.
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