banconote, documenti, prodotti di marca, e beni sensibili come prodotti farmaceutici o componenti tecnici sono spesso contrassegnati per distinguerli dalle imitazioni. Però, alcuni contraffattori hanno imparato a copiare le etichette fluorescenti convenzionali. Nel diario Angewandte Chemie , Gli scienziati cinesi hanno ora introdotto un nuovo, eccezionale inchiostro anticontraffazione realizzato con nanopunti di carbonio. Il loro ingegnoso materiale composito emette tre diversi tipi di luminescenza.
Un materiale che emette luce in tre modi diversi a temperatura ambiente sarebbe il primo. Il team guidato da Hengwei Lin presso il Ningbo Institute of Materials Technology &Engineering dell'Accademia cinese delle scienze, l'Università di Chongqing, e la Southeast University di Nanchino, ha prodotto con successo una tale sostanza basata su nanopunti di carbonio:nanomateriali luminescenti, che hanno attirato molta attenzione negli ultimi anni grazie alle loro proprietà ottiche uniche e alla bassissima tossicità.
I ricercatori hanno utilizzato un processo semplice per creare nanopunti di carbonio dalla m-fenilendiammina. Questi sono stati poi dispersi in acqua con alcol polivinilico e dispensati come inchiostro da una penna gel su una banconota e un documento. Dopo l'essiccazione, il risultato è stato un film trasparente di nanopunti di carbonio in una matrice di alcol polivinilico. Questo film è incolore sotto la luce normale, ma ha tre assi nella manica:1) L'irradiazione con una lampada UV (365 nm) fa sì che il marchio emetta luce blu (fotoluminescenza); 2) l'irradiazione UV provoca anche un bagliore verde che continua per alcuni secondi dopo lo spegnimento della lampada UV (fosforescenza a temperatura ambiente); e 3) l'irradiazione con un laser a impulsi a femtosecondi infrarosso (800 nm) induce un bagliore blu-verde (luminescenza a due fotoni).
La fotoluminescenza è un fenomeno ampiamente osservato. L'irradiazione con luce UV catapulta gli elettroni in un livello di energia più elevato. Quando gli elettroni ritornano allo stato fondamentale, una parte dell'energia viene riemessa sotto forma di luce visibile. La luminescenza a due fotoni è un fenomeno significativamente meno comune in cui due elettroni vengono assorbiti contemporaneamente (in questo caso nella gamma dell'infrarosso) e saltano a un livello superiore. Da questo livello superiore, l'elettrone può tornare direttamente allo stato fondamentale emettendo luce di lunghezza d'onda più corta (nel campo del visibile).
La fosforescenza a temperatura ambiente è particolarmente rara. Implica un ritardo nel rilascio dell'energia assorbita perché sono coinvolte transizioni elettroniche quantistiche "proibite" e quindi improbabili. Gli scienziati hanno determinato che i gruppi contenenti azoto sulla superficie dei nanopunti di carbonio sono fondamentali per questa fosforescenza osservata. Anche l'inclusione dei nanopunti nella matrice di alcol polivinilico è importante, perché inibisce il movimento intramolecolare che agisce contro la fosforescenza.
