Российские химики впервые в мире научились печатать scratch holograms (буквально – «нацарапанные голограммы») — тип голограмм, который можно удобно считывать с любого ракурса. Создатели технологии предлагают наносить такие изображения на этикетку как уникальный код, подтверждающий подлинность изделия. Кодовое изображение можно будет визуализаровать с любого угла в естественной форме. Об этом ученые рассказали в статье в Journal of Materials Chemistry C. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).

Исходную голограмму такого типа каждый может сделать сам, что доказывают различные видео в интернете. Для этого понадобится кусок плексигласа (оргстекла), циркуль (лучше всего, если у него с обоих концов будут иголки) и трафарет нужной картинки, который можно вырезать из картона. Для создания голограммы нужно закрепить трафарет и кусок плексигласа на подложке и закреплять один конец циркуля в точки по контуру трафарета, а другим царапать поверхность оргстекла. При этом нужно стараться сохранять одинаковой окружность, очерчиваемую циркулем. Царапины на оргстекле при поворотах и наклонах в ярком свете будут образовывать «созвездие» точек, повторяющих контуры трафарета.

Образцы «нацарапанных» голограмм Steven Severinghaus/ YouTube

Один из примеров видео, с помощью которого можно самостоятельно сделать скретч-голограмму

Такую «нацарапанную» голограмму сложно напечатать. Для этого подходит не любая поверхность, да и сам метод печати на струйном принтере подразумевает нанесение чернил, а не создание царапин. Авторы разработки впервые нашли простой и недорогой метод, чтобы напечатать такой тип голограммы. Для этого они разработали особые чернила на основе диоксида титана с очень высоким показателем преломления, а также адаптировали технологию пиксельной печати, позволяющие печатать изогнутые линии с минимальным геометрическим искажением. Такими чернилами можно напечатать отражающую «пленку» на самых разных непористых поверхностях, поэтому голограмму можно наносить на объекты без предварительной подготовки.

Ученые Университета ИТМО долго работали над составом чернил, добавляя к наночастицам диоксида титана модификаторы поверхностного натяжения и вязкости, чтобы чернила стали удобными в использовании на струйном принтере. Химикам удалось добиться желаемых характеристик, и теперь чернила могут быть использованы и на коммерческих печатающих головках.

Исследование рельефа напечатанной линии: а) 3D модель; b) 2D модель (на a и b цветом обозначена высота микрорельефа); c) оптическое изображение исследуемого участка. RSC publishing group

«Нацарапанная» голограмма – уже четвертый тип голограмм, которые напечатала эта научная группа. До этого были созданы радужная и опаловая голограммы (их можно использовать для защиты купюр от подделки) и компьютерно-генерируемая голограмма. Новый тип голограмм предназначен для печати на непористых поверхностях.

Напечатанный образец: a) текст для кодировки; b) паттерн, используемый для печати; с) напечатанный образец (свет направлен так, что отражается от всей поверхности субстрата); d), e), f) — пример работы голограммы. RSC publishing group

«Перспективы струйной печати в этой области очень большие, – комментирует Александр Виноградов. – Сейчас сканирование штрих-кодов происходит в трехпозиционном лазере. То есть считывание штрих-кодов осуществляется с помощью специальной трехмерной камеры в проекции трех осей – x, y и z. В нашей технологии простое сканирование голограммы с любого ракурса дает аналогичную информацию, которая заложена в объекте при печати».

Образец, напечатанный на PET: а) пример работы голограммы при положении субстрата без искажения; b) согнутая пленка. RSC publishing group

Такая технология позволит на новом уровне защитить товар или изделие с помощью закодированного сигнала на упаковке.