Nano-Gold a terhességi tesztben - WELT
A nanotechnológia sorozat 11. része: A templomablakoktól a hamisításbiztos útlevelekig
Már a középkorban az emberek anélkül használták a nanostruktúrákat: fémekkel színezték a templomablakok üvegét. Az élénk színeket apró fémhalmazok hozzák létre, amelyek mérete mindössze tíz-50 nanométer.
A középkori üveggyártók a tűporifából nyert fémporok, víz és csersav összekeverésével állították elő a nanorészecskéket. Az alkimisták köszönhetik annak tudatát, hogy a színek ily módon előállíthatók: Miközben megpróbáltak aranyat előállítani, számos váratlan tulajdonsággal találkoztak az áhított nemesfémeknél.
Az úgynevezett felületi plazmon rezonancia felelős a színhatásért. A fém felületi elektronjait a beeső fény rezgésbe hozza, csak bizonyos fényhullámhosszakat nyel el. A fennmaradó frekvenciáktól az üveg színesnek tűnik. Az érzékelt szín a felhasznált fémrészecskéktől függ: a rubinvöröset például apró aranyrészecskék érik el, míg az ezüstrészecskék élénk sárgának tűnnek.
Az orvosbiológiai kutatások során az apró aranyrészecskék fényelnyelő tulajdonságát használják fel a biomolekulák kimutatására. Amikor a nemesfém részecskék antitestekhez kapcsolódnak, ezek a struktúrák megjelennek. A jelölést a fehér fény felismeri: a fémrészecskék színesen izzanak.
Az ilyen fémrészecskéket antitestekkel párosítva terhességi tesztekben is használják: a nanoszürke részecskék finoman eloszlanak a tesztcsíkban. A részecskéhez kapcsolt antitest felismeri a "luteinizáló hormont", egy olyan molekulát, amellyel a kezdő terhesség kimutatható. Ha ez a hormon jelen van a vizeletben, a nanogold részecskék felhalmozódnak a nézőablakban, és piros csíkot hoznak létre.
Ma már ismert, hogy az arany nemcsak rubinvörösként jelenhet meg, hanem a spektrum minden színében. A szín főleg a méretétől, de a részecskék alakjától is függ. A terhességi tesztben kifejezetten magas aranyrészecskék koncentrációja azt jelenti, hogy a csík piros helyett kéknek tűnik. A középkori üveggyártók azonban barnulásuk során csak egyfajta aranyklasztert állítottak elő, ezért csak rubinvörös ablaküveget kaptak.
Az erlangeni székhelyű November AG biotechnológiai vállalat ezt a megközelítést a molekuláris biológiai diagnosztikáról a biztonság és a kódolási technológia területére helyezte át: Nano méretű fémrészecskék plazmonrezonanciáját használják "nano vízjelek" előállítására. Erre a célra a fémrészecskéket egy tükrös alapra különböző távolságokon viszik fel, majd lezárt fedőréteggel borítják. A teljes bevonat csak néhány száz nanométer vastag, és érzéketlen a hőre, vegyszerekre és mechanikai hatásokra.
Különböző kódok előállítása érdekében számos paraméter megváltoztatható, például a fémrészecskék típusa és mérete, vagy a tükör és a távtartó réteg vastagsága. Ezen paraméterek mindegyikéhez különféle lehetőségek állnak rendelkezésre, amelyek szükség szerint kombinálhatók: Az eredmény több millió különböző kód. És már szabad szemmel is láthatók: minden ilyen módon létrehozott felületnek megvan a maga színspektruma, amelyből hiányzik egy keskeny hullámhossztartomány.
Ezenkívül a nano vízjel különféle rétegei úgynevezett dönthető színek benyomását keltik: attól függően, hogy milyen szögben nézzük meg a felületet, a színlenyomat megváltozik - például a mélylilától a nyikorgó zöldig.
Ezek a színspektrum-változások viszonylag egyszerű módon mérhetők: a fehér fényt különböző szögekből sugározzák a jelölésre, és a kódot a visszavert színspektrum alapján határozzák meg. Az egyszerű kérdés: melyik hullámhossz hiányzik? A novemberi és a Siemens kutatói kifejlesztettek egy megfelelő mérőeszközt, amelyet a héten bemutattak.
A nano vízjel használatával a pecsétek, címkék és chipkártyák állítólag hamisításbiztosak. Mivel a "színek", amelyekből például ebben a nano vízjelben egy céges logó készül, nagyon specifikusak erre az egy logóra - több millió lehetséges kód.
Aki egy ilyen nano logót akart hamisítani, annak nagyon sok lehetőséget ki kell próbálnia. És ismerje a megfelelő technológiát is. De még ennek ismeretében is nehéz lenne a hamisítás - magyarázza Georg Bauer vegyész a novemberi cégtől. Ugyanaz a logó csak az eredeti gyártási rendszerrel állítható elő, mivel a gyártás során minden rendszer elhagyja saját "ujjlenyomatát".
Először is a weiden Hueck cég biztonsági fóliái kerülnek a piacra az új nano vízjelgel. Ezt az újítást februárban mutatták be az Egyesült Államokban a Banknote 2003 szakkiállításon. Más biztonsági filmek már a bankjegyek fontos részét képezik.
A müncheni székhellyel rendelkező Infineon lapkagyártó jelenleg novemberben végzi az utolsó technikai teszteket: Annak érdekében, hogy chipkártya-modulokhoz, a bank- és telefonkártyákon található kis aranylemezekhez, a nano-vízjel rétegeinek kopásállóaknak és elektromosan vezetőképesek legyenek.
2003 őszétől Stampka Peter, az Infineon marketingigazgatója szerint az első hitelkártyákat fel lehet szerelni a hamisításbiztos modulokkal. További lehetséges alkalmazások a digitális személyi igazolványok vagy a chipkártya formátumú vezetői engedélyek.
A következő rész szerdán: Nanovíziók