Le carte di credito incorporavano chip, le zecche nazionali stampavano filigrane e sedi di alto profilo installavano scanner retina, tutti per lo stesso motivo:proteggere le informazioni. Man mano che gli aggressori diventano più intelligenti, anche la difesa deve farlo.
Sheng Shen, professore di ingegneria meccanica, insieme ai collaboratori della Penn State University, hanno sviluppato un approccio pixel per pixel al camuffamento visibile con la speranza di adattarlo per una migliore sorveglianza a infrarossi, sicurezza ottica e protezioni antifalsificazione. La ricerca è pubblicata sulla rivista Science Advances .
"I nostri collaboratori sono venuti da noi con i brocosomi, una struttura 'magica' prodotta dalle cicaline per creare un effetto mantello per nascondersi dai predatori", ha detto Shen. "Volevamo comprendere i limiti ottici dei brocosomi per vedere cosa potevamo fare di più con loro."
I brocosomi sono oggetti 3D simili a palloni da calcio con cavità su scala nanometrica che assorbono internamente la luce anziché rifletterla su strutture esterne. In natura, i biologi sospettano che ciò permetta alle cicaline di mimetizzarsi con l'ambiente circostante.
Per testare la funzionalità, il team ha simulato due diverse versioni della struttura, una con cavità per l'assorbimento della luce e una senza.
"Esiste una legge fondamentale in fisica secondo cui se una struttura è un buon assorbitore di energia può emettere una pari quantità di energia", ha spiegato Zhuo Li, Ph.D. candidato alla Carnegie Mellon. "Ci siamo subito resi conto che se avessimo messo insieme entrambe le strutture, una avrebbe emesso più energia dell'altra. Ciò avrebbe fatto apparire una più luminosa dell'altra agli occhi di una telecamera a infrarossi."
E così è iniziato lo sviluppo del codice QR più piccolo del mondo.
Utilizzando una tecnica di stampa 3D avanzata, sviluppata dai collaboratori della Penn State, il team ha controllato se ciascun pixel fosse stampato come una struttura con fori o senza consentire loro di fabbricare un codice QR leggibile solo dalla fotocamera a infrarossi.
Il codice, che misura meno del 2% di pollice, è visibile solo al microscopio, ma entrambi i team intendono esplorare modi per ridimensionarlo anche per uso commerciale.
"Con questa tecnologia stiamo in definitiva distorcendo la firma termica di un oggetto", ha affermato Li. "Abbiamo il potere di mascherare il modo in cui gli oggetti vengono visualizzati su una telecamera a infrarossi. Ipoteticamente, se posizionassimo i pixel del brocosoma di conseguenza, potremmo dipingere un'auto di pattuglia in modo che appaia come un furgone per le consegne alla sicurezza a infrarossi."
La combinazione unica del team di mimetizzazione visibile e display a infrarossi crea nuove opportunità per la crittografia dei dati e la sicurezza ottica.
"Questo è solo l'inizio di una nuova area di ricerca che il mio team può esplorare", ha affermato Sheng. "Abbiamo preso la luce infrarossa e l'abbiamo trasformata da vettore di energia in vettore di informazioni."
Questa ricerca è stata condotta in collaborazione con i ricercatori della Pennsylvania State University:il dottor Lin Wang e il professor Tak-Sing Wong.
Ulteriori informazioni: Zhuo Li et al, Metastrutture binarie ispirate al brochosoma per il controllo della firma termica pixel per pixel, Progressi scientifici (2024). DOI:10.1126/sciadv.adl4027
Informazioni sul giornale: La scienza avanza
Fornito da Ingegneria meccanica della Carnegie Mellon University
