Finlandiya’daki araştırmacılar, güvenlik işaretlerini görünmez hale getiren ancak kızılötesi görüntüleme altında bunları ortaya çıkaran mineral bazlı bir malzeme geliştirdiler. “Davyne” adı verilen bu malzeme, yakın kızılötesi ışık altında renk değiştirerek sahteciliği önlemenin yeni bir yolunu sunabilir.
Bu keşif, Akıllı Malzeme Kimyası Grubu’nun Turku Üniversitesi’ndeki araştırmacıları tarafından incelenen foto-kromik mineral olan hackmanit üzerine yapılan araştırmalardan geldi. Çoğu renk değiştiren malzemeden farklı olarak, hackmanit görünür spektrumun dışındaki bir bölgede tepki verir. Ekip, bu benzersiz malzemenin gizli renk değişimini nasıl oluşturduğunu araştırarak yakın zamanda bulgularını yayınladı.
Gizli Bir Renk Tepkisi
Hackmanit, ultraviyole (UV) ışığa maruz kaldığında beyazdan pembe veya mor renge dönüşür. Orijinal rengi, beyaz ışığa maruz kaldığında veya yaklaşık 212°F (100°C) sıcaklığa ısıtıldığında geri gelir.
Araştırmacılar, deneylerinde sodyumu kalsiyum ile değiştirdiğinde hackmanitin nasıl davrandığını gözlemlediler. Bazı örnekler sarıya dönerken, diğerleri görünür bir renk değişikliği göstermedi. Ancak ekip, bu görünüşte etkisiz olan örneklerin aslında yakın kızılötesi bölgede tepki verdiğini fark etti.
“Bu yeni malzemenin geliştirilmesi, araştırma grubumuzdaki bir öğrencinin yaptığı tez projesiyle başladı. Bu proje, hackmanitin renk değiştirme özelliklerinin, malzemeye sodyum yerine kalsiyum eklendiğinde nasıl değiştiğini gösterdi. Pembe veya mor renge dönmek yerine, malzeme sarıya döndü,” diye açıkladı Baş Araştırmacı, Turku Üniversitesi’nden Profesör Mika Lastusaari.
“Ayrıca bazı örneklerin görünür bir renk değişikliği göstermediğini, ancak benzer renk değişimlerinin yakın kızılötesi bölgede gerçekleştiğini de fark ettik, bu da insan gözüyle görülemez,” diye ekledi.
Sentez Sırasında “Davyne” Ortaya Çıkıyor
Yakın kızılötesi ışığa tepki veren malzemeyi, cancrinit ailesinden bir mineral olan “davyne” olarak tanımladılar. Kalsiyum hackmaniti oluştururken ortaya çıkan bir yan ürün gibiydi.
İki malzeme aynı kimyasal formüle sahip olmasına rağmen, atomik yapıları farklıydı. Saf davyne üretmek başlangıçta zordu çünkü kimyasal denge kalsiyum hackmanit lehineydi.
Araştırmacılar, malzeme mühendisliği uzmanlarıyla birlikte üretim sürecini iyileştirdiler. Ayrıca, malzeme mühendisliği için geliştirilen makine öğrenimi yöntemlerini kullanarak sentezi optimize ettiler ve böylece mümkün olan en saf davyne’yi ürettiler.
Araştırmacılar Mekanizmayı Açıklıyor
Bilim insanları, daha sonra davyne’nin neden renk değiştirdiğini araştırmaya başladılar. Başlangıçta, hackmanitte olduğu gibi benzer bir mekanizma beklediler; burada bir elektron belirli bir iyondan klor boşluğuna geçer ve bu boşluğun boyutu ortaya çıkan rengi etkiler.
“Bu aşamada bile, renk değişiminin nedenini hala anlamıyorduk. Mekanizmanın hackmanitte olduğu gibi olduğunu varsaydık; burada renk değişimi, bir elektronun belirli bir iyondan yapıdaki klor boşluğuna geçirilmesiyle gerçekleşir ve bu boşluğun boyutu malzemenin hangi renge döneceğini belirler,” diye açıkladı Lastusaari, basın açıklamasında.
“Ancak davyne’nin yapısı farklı ve tipik hackmanitteki boşluklar yerine uzun, boş tünellere sahip. Sonunda, davyne’nin renk değiştirme mekanizmasının hackmanite benzer olduğunu gösterebildik,” diye ekledi.
Olası Güvenlik Uygulamaları
Araştırmacılar, davyne’nin görünmez bir güvenlik işareti olarak kullanılıp kullanılmayacağını test ettiler. Bu tür işaretler zaten banknotlarda, pasaportlarda ve tüketim ürünlerinde sahteciliği önlemek için kullanılır.
Ekip, renk filtreleri çıkarılmış ucuz bir kamera ile test yaptı. Kameranın silikon sensörü, malzemenin hassas olduğu dalga boylarını algılayabiliyordu. Testler, kameranın kızılötesi ışığa ayarlandığında renk değişikliğinin açıkça görülebilir hale geldiğini gösterdi.
“Davyne’nin diğer görünmez sahtecilik önleme malzemelerine göre avantajı, yakın kızılötesi aktivitesinin açılıp kapatılabilir olmasıdır,” diye açıkladı Lastusaari.
“Pratikte bu, işaretin inceleme için görünür hale getirilebileceği ve ardından görünmez duruma geri döndürülebileceği anlamına gelir,” diye ekledi.
Çalışma, Angewandte Chemie dergisinde yayınlandı.
Bu Gelişmeyi Toplulukta Değerlendirin
Haber hakkındaki düşüncelerinizi, donanım deneyimlerinizi ve teknik sorularınızı topluluk üyeleriyle anlık olarak tartışın.
Bu gelişme hakkında düşüncelerinizi, donanım deneyimlerinizi veya sorularınızı Topluluk Forumumuzda paylaşın.
Foruma Katıl & Yanıtla ➔
Söz sizde.
Deneyiminizi, sorularınızı ve katkılarınızı paylaşın. E-posta adresiniz yayımlanmaz.