Los investigadores han desarrollado una forma de utilizar impresoras de inyección de tinta comerciales y tinta fácilmente disponible para imprimir imágenes ocultas que solo son visibles cuando se iluminan con ondas adecuadamente polarizadas en la región de terahercios del espectro electromagnético. El método económico podría usarse como un tipo de invisibletinta para ocultar información en imágenes de aspecto normal, por lo que es posible distinguir entre artículos auténticos y falsificados, por ejemplo.
"Utilizamos tinta de plata y carbón para imprimir una imagen que consiste en pequeñas barras de aproximadamente un milímetro de largo y un par de cientos de micras de ancho", dijo Ajay Nahata de la Universidad de Utah, líder del equipo de investigación. "Encontramosque al cambiar la fracción de plata y carbono en cada barra cambia la conductividad en cada barra solo ligeramente, pero visualmente, no se puede ver esta modificación. Al pasar la radiación de terahercios a la frecuencia correcta y la polarización a través de la matriz permite la extracción de información codificada en elconductividad."
En el diario de The Optical Society para investigación de alto impacto óptica , los investigadores demostraron su nuevo método para ocultar la información de la imagen en un conjunto de barras impresas que parecen casi idénticas. Usaron la técnica para ocultar códigos QR en escala de grises y de 64 colores, e incluso incrustaron dos códigos QR en una sola imagen, con cada código visible usando una polarización diferente. A simple vista, las imágenes se ven como un conjunto de líneas de aspecto idéntico, pero cuando se ven con radiación de terahercios, la imagen del código QR incrustado se hace evidente.
"Nuestro método muy fácil de usar puede imprimir patrones complejos de varillas con conductividad variable", dijo Nahata. "Esto no se puede hacer fácilmente incluso utilizando una instalación de nanofabricación multimillonaria. Un beneficio adicional de nuestra técnica es que puede realizarsemuy barato "
Impresión de metamateriales
La nueva técnica permite la impresión de diferentes formas que forman un tipo de metamaterial: materiales sintéticos que exhiben propiedades que generalmente no existen en la naturaleza. Aunque existe un gran interés en manipular metamateriales para controlar mejor la propagación de la luz, la mayoría de las técnicas requieren costosos equipos de litografía que se encuentran en las instalaciones de nanofabricación para modelar el material de una manera que produzca las propiedades deseadas.
Nahata y sus colegas desarrollaron previamente un método simple para usar una impresora de inyección de tinta estándar para aplicar tintas hechas con plata y carbón, que se pueden comprar en tiendas especializadas en línea. Querían ver si su técnica de impresión por inyección de tintapodría crear varias conductividades, un parámetro que generalmente es difícil de modificar porque requiere cambiar el tipo de metal aplicado en cada ubicación espacial. Hacer esto usando litografía estándar llevaría mucho tiempo y sería costoso porque cada metal tendría que aplicarse en un lugar separadoproceso.
"Mientras imprimíamos estas barras, vimos que, en muchos casos, no podíamos distinguir visualmente la diferencia entre las diferentes conductividades", dijo Nahata. "Eso llevó a la idea de usar esto para codificar una imagen sin la necesidad deenfoques de cifrado estándar "
Creación de imágenes ocultas
Para ver si podían usar el método para codificar información, los investigadores imprimieron tres tipos de códigos QR, cada uno de 72 por 72 píxeles. Para un código QR, usaron conjuntos de barras para crear nueve conductividades diferentes, cada una codificando para un nivel de grisCuando tomaron imágenes de este código QR con iluminación de terahercios, solo el 2.7 por ciento de las barras dieron valores diferentes a los diseñados. Los investigadores también usaron barras impresas en una formación cruzada para crear dos códigos QR separados que podrían leerse con unpolarización diferente de la radiación de terahercios.
El equipo creó un código QR de color usando barras no superpuestas de tres longitudes diferentes para crear cada píxel. Cada píxel en la imagen contenía el mismo patrón de barras pero variaba la conductividad. Al organizar las barras de una manera que minimizaraerrores, los investigadores crearon tres códigos QR superpuestos correspondientes a canales de color RGB. Debido a que cada píxel contenía cuatro conductividades diferentes que podrían corresponder a un color, se observó un total de 64 colores en la imagen final. Los investigadores dijeron que probablemente podrían lograr inclusoMás de 64 colores con mejoras en el proceso de impresión.
"Hemos creado la capacidad de fabricar estructuras que pueden tener celdas adyacentes, o píxeles, con conductividades muy diferentes y hemos demostrado que la conductividad se puede leer con alta fidelidad", dijo Nahata. "Eso significa que cuando imprimimos un código QR, vemos el código QR y no hay borrosidad ni sangrado de colores "
Con las impresoras muy económicas menos de $ 60 utilizadas en el documento, la técnica puede producir imágenes con una resolución de aproximadamente 100 micras. Con impresoras algo más caras pero aún disponibles comercialmente, la resolución de 20 micras debería ser alcanzable. Aunque los investigadoresSi utiliza códigos QR que son relativamente simples y pequeños, la técnica podría usarse para incrustar información en imágenes más complejas y detalladas utilizando un lienzo más grande.
El equipo de Nahata usó radiación de terahercios para leer la información codificada porque las longitudes de onda en esta región son las más adecuadas para obtener imágenes de la resolución disponible en impresoras comerciales de inyección de tinta. Los investigadores ahora están trabajando para expandir su técnica para que las imágenes puedan ser interrogadas con visibilidad, en lugar deque terahercios, longitudes de onda. Este esfuerzo desafiante requerirá que los investigadores construyan nuevas impresoras que puedan producir barras más pequeñas para formar imágenes con resoluciones más altas.
Los investigadores también están explorando la posibilidad de desarrollar capacidades adicionales que podrían hacer que la información incrustada sea aún más segura. Por ejemplo, podrían hacer tintas que podrían tener que calentarse o exponerse a la luz de una determinada longitud de onda antes de que la información fuera visibleutilizando la radiación de terahercios adecuada.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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