机械-包装防伪中纳米技术的应用

传统防伪技术的局限 综观当前防伪领域违章建筑超过多少年合法，目前国内外广泛利用的防伪材料和技术主要有油墨防伪、纸张防伪和激光全息防伪、版纹防伪、生物防伪等多种。总的来说，可大体上分为传统的技术防伪和现代的智能防伪两大类。而智能防伪系统日前可认为是我国第4代防伪技术产品。据分析，最近10多年来我国已前后发展了商标防伪、激光防伪和密码(电话电码)验证防伪等3代防伪技术，但这些技术均未能从根本上解决技术容易被仿冒、重复使用包装和以别麻烦等致命性的问题。总之，传统的防伪技术都存在着共同的弱点和局限性。首先是对设备的依赖性，即传统的防伪办法对技术、工艺、设备和材料的依赖性很大，只要有相应的材料和设备，依照相同乃至类似的工艺就可以够制造相同的“防伪标识”，这就给造假者仿造者提供很大的机会。其次是观测尺度的宏观性，传统防伪技术制作的防伪标识，所载的信息(如1个图形、1个字母标记等)，其尺度1般在毫米级以上，这都属于肉眼可分辨的宏观范畴，没有到达微观的范围。这虽然有益于大众化的1线防伪，但要到达高科技的防伪能力，提高防伪的效果等都存在1定的局限性。还有防伪检测的不肯定性，目前对传统的防伪标识进行检测，主要还是通过检测者主观的感官判断，存在着很大的个人经验性。比如出现1个色泽艳丽的3维立体头像，即使借助检测仪器，终究也是由检测者主观定性判断的。另外，对传统的防伪技术，目前还只停留在定性辨认阶段，还没有任何1种传统的防伪技术可以直接通过检测仪器定量辨认。 鉴于当前传统防伪技术存在的局限性，明显影响着商品及有价证券的防伪效果，特别是使重要的产品和票券等的安全性遭到威胁。怎样利用尖真个科学技术来为商品保驾护航已成为全球的重要研究内容。如，目前国内外正在研究和开发中的各种新型防伪技术(指纹加密、遗传密码、声音加密、光学薄膜等等)，但要将其实际利用到商品防伪还要进1步完善。但从最新资料显示，1种高科技的防伪技术——智能防伪和利用纳米科技研究开发出的相应高新技术防伪已开始显现出其非凡的特点，从而引发了人们的普遍重视。 纳米科技和纳米防伪技术的特点 1．纳米技术的特性 对纳米科技，人们现在已不陌生。“纳米”是英文namometer的译名，纳米科技是20世纪80年代末诞生并迅速崛起的高新科技，它的基本含义是在纳米尺寸(即0.1～100nm)范同内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子运动规律和特性，创造新物质的技术与方法。如今，纳米科技卡要包括纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米加工学、纳米力学等。纳米技术其实就是1种用单个原子、分子射程物质的技术。纳米技术可分为23种概念。 (1)分子纳米技术。这是1986年美国科学家德雷克斯勒博士任《创造的机器》1书中提出的。根据这1概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这类概念的纳米技术还未取得重大进展。 (2)微加工技术。这类概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工构成纳米大小的结构的技术。这类纳米级的加上技术，也使半导体微型化即将到达极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会到达限度，这是由于，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。另外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。 (3)生物纳米技术。这类概念是从生物的角度动身而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术等。其中纳米材料技术侧重于材料生产(超微粉、镀膜等)，性能检测技术(化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能)。纳米加工技术包括精密加工技术(能量束加工等)及扫描探针技术。2．纳米防伪技术的特点 将纳米科技利用10防伪偏领域是最近几年来的研究成果。目前经过科技人员的刻苦攻关，已成功研制出纳米防伪技术。该技术从根本上避免了防伪标识被仿造的可能，且实际可操作性强，任防伪领域具有重大的历史性突破。该技术在1999年12月14日获美国专利局签发的美国国家专利授权证书，被列为我国国家标准最高级防伪技术“3.10”。纳米防伪技术自问世以来，已在海关等领域利用并且取得了巨大的社会经济效益，2000年9月，国务院领导亲身唆使农村可耕违建可以强拆吗，建议有关部门研究将这项防伪技术利用在货币印刷的防伪上。 (1)纳米防伪技术原理 纳米技术是在纳米尺度(0.1～100nm)上探索物质颗粒(包括原子、分子)的新现象和新特性(物理、化学、生物)，并在该尺度上控制物质，制造具有新功能的材料、器件和系统。而纳米防伪技术则是在纳米尺度范同内利用原子核等微观带电粒子为载体，将其携带的随机信息经过处理，分别赋予辨认仪器和防伪标识当中，检验2者信息是否是吻合以辨真伪的技术。具体来说，即大量微观带电粒子，在加速器的作用下沿同1方向高速运动，利用云母、玻璃、品体等固体介质截获其瞬间随机信息，构成母版，母版经翻录制成工作版，通过专用加密设备在防伪标识介质上进行纳米信息加密，同时再经过封装工艺以保护加工终了的纳米信息；检测时，通过检测仪器进行图像特点匹配没有征地批文的拆迁行为是否违法，以辨真伪。纳米防伪技术利用系统构成为：纳米母版(采取纳米防伪技术首先需要购置纳米母版)、加密设备(其关键部分是安装有纳米加密信息工作版的加密部件)、防伪标识(分为纸质、激光全息标识及其它各种介质标识)、检测仪器(专业辨认仪器、仲裁辨认仪器)、管理软件(在仲裁辨认仪器利用中需配套计算机辨认系统管理软件)。 纳米防伪技术的1般使用方法有标识安装方法(包括手工粘贴、机器粘贴、在线加密等)和标识辨认方法。而标识辨认方法可分为：表观辨认(把加密标识对光与眼水平放置肉眼视察，其纳米水印部分相对介质表面有突出感)、专业辨认(手持专业辨认仪器将其窗口对准防伪标识预定区，仪器显示绿灯为真标，湿示红灯为伪标)、仲裁辨认(使用仲裁检测仪器将其探头对准防伪标识预定区，根据纳米信息图像特点是否是匹配以辨真伪，并经屏幕显示)。 (2)纳米防伪技术的基本特点 与传统的油墨、纸张、激光全息等防伪技术的相比，纳米防伪技术具有明显的优势。总结起来，它有以下的特点和优势。 ①唯1性。即微观带电粒子群只服从统计规律，人为没法控制沉积在固态介质中的大量微观粒子的个体行动。由于每个微观粒子在沉积的瞬间表现出的能量损失、自旋、角动量等纳米信息的差异而使其径迹千差万别，人们只能记录其随机状态，而没法改变这类微观立体群雕图。即使是制作者本人利用相同的材料、设备和方法，也没法仿制出相同的纳米母版。 另外，由于纳米防伪技术实质是纳米信息在载体上的显微转移，具有与纸张或塑料等载体1样的寿命，因此加密稳定可靠。而不象温变、光变油墨等防伪技术有性能变化的问题。 ②微观性。即带电粒子的径迹属于纳米尺度的微观领域，要想观测如此微小的纳米信息，最少需用显微镜放大上千倍，肉眼根本不可能辨认。 ③检测准确性。纳米防伪技术是目前唯1可以使用专用仪器对防伪标识预定区进行定量检测的技术。它可用专业仪器对嵌入纳米信息的防伪标识进行定量检测，操作方便，结果精确，克服了通过感官主观判断的随意性。 ④灵活和广泛兼容性纳米信息的加密工艺可直接在纸张、塑料或在印刷完的包装物上实行，也可制成防伪标识，粘贴在各种需要防伪的商品上，因此工艺灵活。另外，纳米防伪技术可与各种防伪技术结合提供商品的防伪标识，也可与造纸工艺、印刷工艺、制塑工艺结合提供纳米防伪基础材料，具有广泛的兼容性。（待续）