bankbiljetten, documenten, merkproducten, en gevoelige goederen zoals geneesmiddelen of technische componenten zijn vaak gemarkeerd om ze te onderscheiden van imitaties. Echter, sommige vervalsers hebben geleerd conventionele fluorescerende labels te kopiëren. In het journaal Angewandte Chemie , Chinese wetenschappers hebben nu een nieuwe, uitzonderlijke anti-namaak inkt gemaakt met koolstof nanodots. Hun ingenieuze composietmateriaal straalt drie verschillende soorten luminescentie uit.

Een materiaal dat bij kamertemperatuur op drie verschillende manieren licht uitstraalt, zou een primeur zijn. Het team onder leiding van Hengwei Lin van het Ningbo Institute of Materials Technology &Engineering van de Chinese Academie van Wetenschappen, de Universiteit van Chongqing, en Zuidoost-universiteit in Nanjing, heeft met succes een dergelijke stof geproduceerd op basis van koolstofnanodots - lichtgevende nanomaterialen, die de laatste jaren veel aandacht hebben getrokken vanwege hun unieke optische eigenschappen en extreem lage toxiciteit.

De onderzoekers gebruikten een eenvoudig proces om koolstofnanodots te maken van m-fenyleendiamine. Deze werden vervolgens gedispergeerd in water met polyvinylalcohol en als inkt uit een gelpen op een bankbiljet en een document aangebracht. Na het drogen, het resultaat was een transparante film van koolstofnanodots in een polyvinylalcoholmatrix. Deze film is kleurloos onder gewoon licht, maar heeft drie trucjes in petto:1) Bestraling met een UV-lamp (365 nm) zorgt ervoor dat de markering blauw licht uitstraalt (fotoluminescentie); 2) de UV-bestraling resulteert ook in een groene nagloeiing die enkele seconden aanhoudt nadat de UV-lamp is uitgeschakeld (fosforescentie bij kamertemperatuur); en 3) bestraling met een infrarood femtoseconde pulslaser (800 nm) induceert een blauwgroene gloed (luminescentie van twee fotonen).

Fotoluminescentie is een fenomeen dat op grote schaal wordt waargenomen. Bestraling met UV-licht katapulteert elektronen naar een hoger energieniveau. Als de elektronen terugkeren naar de grondtoestand, een deel van de energie wordt opnieuw uitgezonden als zichtbaar licht. Twee-foton luminescentie is een significant minder vaak voorkomend fenomeen waarbij twee elektronen gelijktijdig worden geabsorbeerd (in dit geval in het infraroodbereik) en naar een hoger niveau springen. Vanaf dit hogere niveau het elektron kan direct terugkeren naar de grondtoestand door licht met een kortere golflengte (in het zichtbare bereik) uit te zenden.

Fosforescentie bij kamertemperatuur is bijzonder zeldzaam. Het gaat om een ​​vertraging in het vrijkomen van de geabsorbeerde energie omdat er sprake is van kwantummechanische "verboden" - en daarom onwaarschijnlijke - elektronische overgangen. De wetenschappers hebben vastgesteld dat stikstofbevattende groepen op het oppervlak van de koolstofnanodots cruciaal zijn voor deze waargenomen fosforescentie. De inbedding van de nanodots in de polyvinylalcoholmatrix is ​​ook belangrijk, omdat het de intramoleculaire beweging remt die de fosforescentie tegengaat.