一種多波長螢光量子點防偽方法
2024-02-19 16:50:15
專利名稱：一種多波長螢光量子點防偽方法
技術領域：
本發明屬於防偽技術領域，涉及一種新型的防偽方法，利用近紅外螢光量子點受激發後可產生螢光的特性將特定信息載於商品外包裝上。
背景技術：
目前，比較成熟的防偽技術有數十種之多，原理不同，防偽效果各有優勢。目前常見的防偽技術有網絡防偽、材料防偽(如紙張、薄膜防偽技術等)、油墨防偽(如熱敏防偽油墨、光敏防偽油墨等)、物理防偽(如利用光的折射、電磁技術的防偽技術等)、印刷防偽(如雷射全息圖像防偽技術)、包裝防偽(如防偽瓶蓋、防偽瓶身等)、計算機防偽等。以較為常見的應用於錢幣防偽的螢光油墨技術為例，其產生於上世紀七八十年代，由最初的螢光纖維絲髮展到後來的多色油墨，在一段時間內取得很好的防偽效果。但隨著防偽油墨生產廠家的增多，仿製技術已經非常成熟，因此該防偽技術的效果也就起不到防假冒偽劣的作用 了。鑑於傳統的防偽技術也都受到了各種技術因素和人為因素的制約，逐漸喪失了最佳防偽效果。多種有很好應用前景的防偽技術，如多媒體防偽技術、超能核微孔防偽技術、微縮暗記技術、自檢拆封防偽膠帶、納米防偽技術等都是較好的防偽技術或產品。納米防偽作為全新的高科技防偽技術，正受到世界各國的關注。1989年美國IBM公司成功地實現了世界上最小的納米級商標圖案，1992年，我國的納米包裝技術、隱形條碼研製成功。1994年美國的麻薩諸塞州XMX公司獲得一項生產用於印刷油墨的、顆粒均勻的納米微粒的專利。目前研製出的稀土光致顯色劑，在日光及可見光下無色，在紫外光下放射出550nm 580nm光波，而不同的絡合方法又將呈現不盡相同的色光，保密性高。量子點又稱半導體納米微晶體,是一種由II-VI族或III-V族元素組成的、粒徑介於Inm-IOnm之間、能夠接受激發光產生螢光的半導體納米顆粒。量子點具有一元激發多元發射、光學穩定性高、螢光壽命長、激發光譜寬且連續、螢光光譜窄而對稱、斯託克斯位移較大等螢光特性。和傳統有機螢光染料相比，量子點的優越性體現在
(I)量子點的粒徑不同發射的螢光光譜也不同。通過改變量子點的尺寸和化學組成可以使其發射光譜覆蓋整個可見光區。(2)量子點具有寬而連續的激發光譜和窄而對稱的螢光光譜。使用同一激發光源可激發不同粒徑的量子點，因而可用於多色標記。並且量子點的螢光發射峰窄且無拖尾，多種量子點同時使用時不易出現光譜交疊。(3)量子點具有很好的光穩定性，螢光壽命長。量子點的螢光強度比常用螢光材料「羅丹明6G」高20倍，穩定性更是「羅丹明6G」的100倍以上。量子點的螢光壽命可持續長達數十納秒，使得當光激發後，大多數的自發螢光背景已衰減而量子點螢光仍存在，此時即可得到無背景幹擾的螢光信號。(4)量子點具有較大的斯託克斯位移。可避免發射光譜與激發光譜的重疊，有利於螢光光譜信號的檢測。目前，已有公司推出基於量子點的生物標記技術平臺。Quantum Dots Corp公司已成功研發出量子點標記生物製劑產品。量子點被列為2004年科技十大突破之一。量子點還可代替生物篩選過程中的墨水或染料，可被用於製作有價證券的票據條形，是納米防偽技術的最新成果。基於前述分析，本發明人提出一種量子點防偽技術，本案由此產生
發明內容
本發明的目的，在於提供一種多波長螢光量子點防偽方法，其精度高、隱蔽性好、信息容量大，且可由廠家自己設定、賦值。為了達成上述目的，本發明的解決方案是
一種多波長螢光量子點防偽方法，包括如下步驟
(1)選取多種不同粒徑尺寸的螢光量子點，該量子點的發射螢光光譜在近紅外光區域內均勻分布，且波帶無重疊，所選量子點的種類數與所選印表機的墨盒數量相等，且一一對應；
(2)結合條形碼，在每個黑條中利用多種螢光量子點的螢光峰在給定波段內的有無對其進行編碼；
(3)將量子點與所對應的印表機墨盒中的墨水均勻混合；
(4)利用步驟(3)中含有量子點的墨水列印成防偽標識物，從而實現商品的高度防偽。上述步驟(3)中，量子點與墨水混合時，其濃度需保證其在列印後能夠被正常檢測到。採用上述方案後，本發明通過選擇一組個數與墨盒數相等、螢光峰位於近紅外區域且波帶不重疊的量子點，將其分別與各個墨盒中的墨水均勻混合，條形碼原始信息經過編碼規則加密後藉助噴墨印表機列印出含有量子點信息的防偽標識物，與現有的防偽列印技術相比，主要有以下優點
(I)以近紅外螢光量子點作為防偽媒介。典型的應用於錢幣上的紫外線螢光防偽標誌在紫外線的照射下會產生可見的螢光。本發明採用的近紅外螢光量子點在沒有特定的激發光條件下，不會產生螢光發射，肉眼無法識別。即使受到激發產生螢光，在可見光範圍390 770nm之外近紅外波段的螢光，肉眼同樣無法識別，必須藉助相應的防偽檢測設備加以識別，因此近紅外螢光量子點的隱蔽性更高。同時螢光量子點的合成與製備本身技術性很強，合成過程中環境因素的細微變化對合成後量子點的螢光光譜都能夠產生明顯的影響，因此同一批次的合成的螢光量子點如需複製，環境參數要求嚴格，仿製難度極高，具有操作上的不可複製性。(2)採用編碼防偽方式。不同批次合成的螢光量子點應用於防偽技術，只有設置不同的編碼規則來實現防偽功能，本發明採用密碼技術，將信息加載在螢光信號中，在防偽檢測系統中再利用逆運算方法解碼，還原信息，具有容量大、加密性強等優點。
圖I是本發明的整體架構圖。
具體實施例方式本發明提供一種多波長螢光量子點防偽方法，包括如下步驟
(1)選取多種不同粒徑尺寸的螢光量子點，該量子點的發射螢光光譜在近紅外光區域內均勻分布，且波帶無重疊，所選量子點的種類數與所選印表機的墨盒數量相等，且一一對應；
(2)結合條形碼，在每個黑條中利用多種螢光量子點的熒 光峰在給定波段內的有無對其進行編碼；
(3)將量子點與所對應的印表機墨盒中的墨水均勻混合，其濃度以保證其在列印後可被正常檢測到為宜，所述的墨水可以是彩色、黑色或無色；
(4)利用步驟(3)中含有量子點的墨水列印成防偽標識物，可列印在商品的任意位置，從而實現商品的高度防偽。以下將結合具體實施例，對本發明的技術方案進行進一步詳細說明。I.量子點的選擇量子點受到激發可發射螢光，為使檢測到的螢光光譜儘可能不重疊，本發明選擇一組量子點，其螢光峰所在波長在可見光及近紅外波段內均勻分布，且所選種類數目應與印表機墨盒數相等。由於量子點的螢光峰所在波長與其粒徑大小有關，根據二者間關係可確定相應量子點的粒徑尺寸。如圖I所示，以四墨盒印表機為例，選擇螢光峰所在波長分別為410nm、480nm、560nm、620nm的四種量子點。以CdTe量子點為例，CdTe量子點的突光峰所在波長(X )與粒徑(d)關係為X =155. 01*ln (d)+415. 5,可求得相應量子點粒徑分別為 0. 965nm, I. 5lnm, 2. 54nm, 3. 74nm。2.編碼規則的實現本發明提供四墨盒印表機、六墨盒印表機的編碼規則。如圖I所示，以四個墨盒印表機為例，四墨盒分別盛放C (青色)、M (品紅)、Y (黃)、K (黑)四種顏色的墨水，將四種螢光量子點分別添加到四個墨盒當中。假設對應關係如下
墨盒C MYK 螢光量子點a bed
列印時，通過控制輸出的顏色，達到控制各個墨盒中墨水的輸出，並達到控制螢光量子點的輸出。在列印一個色塊時，每種突光量子點只有輸出和不輸出兩種情況。輸出的突光量子點的數量可以不同，但保持在一定的閾值以上。在四個墨盒的條件下，除去全不輸出和全輸出兩種，突光量子點的輸出情況一共有14種。每一種輸出情況對應著一個突光量子點編碼。用0表示量子點不輸出的情況，I表示量子點輸出的情況，則有如表I所示的量子點輸出組合
表I__
權利要求
1.ー種多波長螢光量子點防偽方法，其特徵在於包括如下步驟 (1)選取多種不同粒徑尺寸的螢光量子點，該量子點的發射螢光光譜在近紅外光區域內均勻分布，且波帶無重疊，所選量子點的種類數與所選印表機的墨盒數量相等，且一一對應； (2)結合條形碼，在每個黑條中利用多種螢光量子點的螢光峰在給定波段內的有無對其進行編碼； (3)將量子點與所對應的印表機墨盒中的墨水均勻混合； (4)利用步驟(3)中含有量子點的墨水列印成防偽標識物，從而實現商品的高度防偽。
2.如權利要求I所述的ー種多波長螢光量子點防偽方法，其特徵在於所述步驟(3)中，量子點與墨水混合時，其濃度需保證其在列印後能夠被正常檢測到。
全文摘要
本發明公開一種多波長螢光量子點防偽方法，包括如下步驟(1)選取多種不同粒徑尺寸的螢光量子點，該量子點的發射螢光光譜在近紅外光區域內均勻分布，且波帶無重疊，所選量子點的種類數與所選印表機的墨盒數量相等，且一一對應；(2)結合條形碼，在每個黑條中利用多種螢光量子點的螢光峰在給定波段內的有無對其進行編碼；(3)將量子點與所對應的印表機墨盒中的墨水均勻混合；(4)利用步驟(3)中含有量子點的墨水列印成防偽標識物，從而實現商品的高度防偽。此種防偽方法所製成的防偽標識物精度高、隱蔽性好、信息容量大，且可由廠家自己設定、賦值。
文檔編號B41M3/14GK102673203SQ2012101571
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者劉玉冰, 崔奉良, 張宗嘉, 錢志餘, 韓盟盟, 高凡 申請人:南京航空航天大學