طراحی و سنتز نقاط کربنی برای ساخت مارکر نامرئی ضدجعل

جوهرهای فلورسنت ازجمله ترکیبات برجسته و مهمی هستند که به لطف آنها می توان اصالت و اعتبار یک سند یا بسته را در کسری از ثانیه بررسی کرد. این جوهرها به طور گسترده توسط نهادهای دولتی برای حفاظت از نظام های مالی، اقتصادی و دفاعی در عملیات اجرای قانون استفاده می شود. کاربرد اصلی مارکرهای نامرئی در کاربردهای انتظامی و علامت گذاری مخفیانه اقلامی است که در معرض تخلف کیفری قرار دارند و اجازه می دهد تا مورد علامت گذاری شده به راحتی تشخیص داده شود.

پژوهش کنونی از نظر هدف، کاربردی و از نظر روش، تجربی- آزمایشگاهی می باشد. در این مقاله، سنتز و بررسی کارایی مارکر نامرئی بر پایه نانوذرات فوتولومینسنت، تحلیل می شود. تری سدیم سیترات با مقادیر متفاوتی از اوره تحت التراسونیک قرار گرفت و در ادامه در دمای 50 درجه و تحت شرایط گاز نیتروژن هم زده می شود. محلول نهایی به مدت 5 دقیقه در داخل مایکروویو با قدرت 900 وات و دمای 250 درجه سانتیگراد قرار داده می شود. سپس به مدت 24 ساعت در شرایط خلاء نگهداری می شود. در ادامه ذرات جامد و نامحلول، جداسازی می شوند. درنهایت، محلول صاف شده، داخل آون در دمای 60 درجه خشک می شود. عملکرد نانوذرات فوتولومینسنت بهینه سازی شده از طریق دستگاه طیف سنج فلورسانس، طیف سنجی جذبی- فرابنفش، زتا پتانسیل، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی مادون قرمز مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته شد.

بازده کوانتومی به دست آمده برای نقاط کربنی سنتزشده مقدار 44/0 می باشد که بازده کوانتومی بسیار مناسبی برای ترکیبات فلورسانسی می باشد. محلول نقاط کربنی دارای دو قله جذبی با ماکزیمم جذب در 326 و 404 نانومتر می باشد. نقاط کربنی در طول موج تهیج 365 نانومتر، ماکزیمم نشر را دارد و نشر آن در محدوده 400 تا 600 نانومتر با شدت ماکزیمم در طول موج 436 نانومتر می باشد. همچنین نقاط کربنی سنتزشده، در طول موج های تهییج در ناحیه مرئی، دارای نشری در حدود 520 نانومتر می باشد. نتایج FTIR نشان می دهد در سطح نقاط کربنی سنتزشده گروهای آمینی و کربوکسیلی وجود دارد که درواقع نشان می دهد سطح نقاط کربنی به خوبی عامل دار شده است. ظرفیت زتا برای نقاط کربنی سنتزشده مقدار 8/10- را نشان می دهد که این مقدار منفی باعث پایداری نقاط کربنی در مرحله محلول و عدم چسبیدن آنها به یکدیگر می شود. مطابق تصاویر میکروسکوپ الکترونی، نقاط کربنی سنتزشده دارای سطح صاف و کروی هستند. همچنین اندازه ذرات حدود 80/20 نانومتر محاسبه شده اند.

روش سنتز در محیط مایکرویو به علت بهره وری (راندمان) تولید بالاتر و اندازه یکنواخت تر با ویژگی نوردهی نانوذرات در مرحله جامد، انتخاب شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که طول موج نشری نانوذرات در ناحیه 520 نانومتر می باشد و قابلیت کاربرد آنها به عنوان ردیابی نامرئی در محیط های مختلف امکان پذیر می باشد. نقاط کربنی تهیه شده، آبدوست، پایدار و بی ضرر با عملکرد فلئورسانسی بالا به منظور ساخت مارکر نامرئی می باشند. کارایی نورتابی و نشر ترکیب سنتزشده، در حالت محلول و جامد با اعمال تابش فرابنفش بررسی و با موفقیت تایید شد. براین اساس، این نوع نانوذرات نقاط کربنی می تواند گزینه عالی برای توسعه مارکر نامرئی و امنیتی در امور انتظامی و امنیتی باشد که می توانند تقلب را کاهش دهند. پایداری و ویژگی های نوری قابل تنظیم می تواند عناصر امنیتی امیدوارکننده را برای تایید اصالت شیء توسعه دهد.