CN102673203A - 一种多波长荧光量子点防伪方法 - Google Patents
一种多波长荧光量子点防伪方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102673203A CN102673203A CN2012101571256A CN201210157125A CN102673203A CN 102673203 A CN102673203 A CN 102673203A CN 2012101571256 A CN2012101571256 A CN 2012101571256A CN 201210157125 A CN201210157125 A CN 201210157125A CN 102673203 A CN102673203 A CN 102673203A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quantum dots
- counterfeiting
- ink
- fluorescence
- quantum dot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
Abstract
本发明公开一种多波长荧光量子点防伪方法，包括如下步骤：（1）选取多种不同粒径尺寸的荧光量子点，该量子点的发射荧光光谱在近红外光区域内均匀分布，且波带无重叠，所选量子点的种类数与所选打印机的墨盒数量相等，且一一对应；（2）结合条形码，在每个黑条中利用多种荧光量子点的荧光峰在给定波段内的有无对其进行编码；（3）将量子点与所对应的打印机墨盒中的墨水均匀混合；（4）利用步骤（3）中含有量子点的墨水打印成防伪标识物，从而实现商品的高度防伪。此种防伪方法所制成的防伪标识物精度高、隐蔽性好、信息容量大，且可由厂家自己设定、赋值。
Description
技术领域
本发明属于防伪技术领域，涉及一种新型的防伪方法，利用近红外荧光量子点受激发后可产生荧光的特性将特定信息载于商品外包装上。
背景技术
目前,比较成熟的防伪技术有数十种之多，原理不同，防伪效果各有优势。目前常见的防伪技术有网络防伪、材料防伪（如纸张、薄膜防伪技术等）、油墨防伪（如热敏防伪油墨、光敏防伪油墨等）、物理防伪（如利用光的折射、电磁技术的防伪技术等）、印刷防伪（如激光全息图像防伪技术）、包装防伪（如防伪瓶盖、防伪瓶身等）、计算机防伪等。以较为常见的应用于钱币防伪的荧光油墨技术为例，其产生于上世纪七八十年代，由最初的荧光纤维丝发展到后来的多色油墨，在一段时间内取得很好的防伪效果。但随着防伪油墨生产厂家的增多，仿制技术已经非常成熟，因此该防伪技术的效果也就起不到防假冒伪劣的作用了。
鉴于传统的防伪技术也都受到了各种技术因素和人为因素的制约，逐渐丧失了最佳防伪效果。多种有很好应用前景的防伪技术，如多媒体防伪技术、超能核微孔防伪技术、微缩暗记技术、自检拆封防伪胶带、纳米防伪技术等都是较好的防伪技术或产品。纳米防伪作为全新的高科技防伪技术，正受到世界各国的关注。1989年美国IBM公司成功地实现了世界上最小的纳米级商标图案，1992年，我国的纳米包装技术、隐形条码研制成功。1994年美国的马萨诸塞州XMX公司获得一项生产用于印刷油墨的、颗粒均匀的纳米微粒的专利。目前研制出的稀土光致显色剂，在日光及可见光下无色，在紫外光下放射出550nm～580nm光波，而不同的络合方法又将呈现不尽相同的色光，保密性高。
量子点又称半导体纳米微晶体，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的、粒径介于1nm-10nm之间、能够接受激发光产生荧光的半导体纳米颗粒。量子点具有一元激发多元发射、光学稳定性高、荧光寿命长、激发光谱宽且连续、荧光光谱窄而对称、斯托克斯位移较大等荧光特性。
和传统有机荧光染料相比，量子点的优越性体现在：
（1）量子点的粒径不同发射的荧光光谱也不同。通过改变量子点的尺寸和化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。
（2）量子点具有宽而连续的激发光谱和窄而对称的荧光光谱。使用同一激发光源可激发不同粒径的量子点，因而可用于多色标记。并且量子点的荧光发射峰窄且无拖尾，多种量子点同时使用时不易出现光谱交叠。
（3）量子点具有很好的光稳定性，荧光寿命长。量子点的荧光强度比常用荧光材料“罗丹明6G”高20倍，稳定性更是“罗丹明6G”的100倍以上。量子点的荧光寿命可持续长达数十纳秒，使得当光激发后，大多数的自发荧光背景已衰减而量子点荧光仍存在，此时即可得到无背景干扰的荧光信号。
（4）量子点具有较大的斯托克斯位移。可避免发射光谱与激发光谱的重叠，有利于荧光光谱信号的检测。
目前，已有公司推出基于量子点的生物标记技术平台。Quantum Dots Corp公司已成功研发出量子点标记生物制剂产品。量子点被列为2004年科技十大突破之一。量子点还可代替生物筛选过程中的墨水或染料，可被用于制作有价证券的票据条形，是纳米防伪技术的最新成果。
基于前述分析，本发明人提出一种量子点防伪技术，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种多波长荧光量子点防伪方法，其精度高、隐蔽性好、信息容量大，且可由厂家自己设定、赋值。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种多波长荧光量子点防伪方法，包括如下步骤：
（1）选取多种不同粒径尺寸的荧光量子点，该量子点的发射荧光光谱在近红外光区域内均匀分布，且波带无重叠，所选量子点的种类数与所选打印机的墨盒数量相等，且一一对应；
（2）结合条形码，在每个黑条中利用多种荧光量子点的荧光峰在给定波段内的有无对其进行编码；
（3）将量子点与所对应的打印机墨盒中的墨水均匀混合；
（4）利用步骤（3）中含有量子点的墨水打印成防伪标识物，从而实现商品的高度防伪。
上述步骤（3）中，量子点与墨水混合时，其浓度需保证其在打印后能够被正常检测到。
采用上述方案后，本发明通过选择一组个数与墨盒数相等、荧光峰位于近红外区域且波带不重叠的量子点，将其分别与各个墨盒中的墨水均匀混合，条形码原始信息经过编码规则加密后借助喷墨打印机打印出含有量子点信息的防伪标识物，与现有的防伪打印技术相比，主要有以下优点：
（1）以近红外荧光量子点作为防伪媒介。典型的应用于钱币上的紫外线荧光防伪标志在紫外线的照射下会产生可见的荧光。本发明采用的近红外荧光量子点在没有特定的激发光条件下，不会产生荧光发射，肉眼无法识别。即使受到激发产生荧光，在可见光范围390～770nm之外近红外波段的荧光，肉眼同样无法识别，必须借助相应的防伪检测设备加以识别，因此近红外荧光量子点的隐蔽性更高。
同时荧光量子点的合成与制备本身技术性很强，合成过程中环境因素的细微变化对合成后量子点的荧光光谱都能够产生明显的影响，因此同一批次的合成的荧光量子点如需复制，环境参数要求严格，仿制难度极高，具有操作上的不可复制性。
（2）采用编码防伪方式。不同批次合成的荧光量子点应用于防伪技术，只有设置不同的编码规则来实现防伪功能，本发明采用密码技术，将信息加载在荧光信号中，在防伪检测系统中再利用逆运算方法解码，还原信息，具有容量大、加密性强等优点。
附图说明
图1是本发明的整体架构图。
具体实施方式
本发明提供一种多波长荧光量子点防伪方法，包括如下步骤：
（1）选取多种不同粒径尺寸的荧光量子点，该量子点的发射荧光光谱在近红外光区域内均匀分布，且波带无重叠，所选量子点的种类数与所选打印机的墨盒数量相等，且一一对应；
（2）结合条形码，在每个黑条中利用多种荧光量子点的荧光峰在给定波段内的有无对其进行编码；
（3）将量子点与所对应的打印机墨盒中的墨水均匀混合，其浓度以保证其在打印后可被正常检测到为宜，所述的墨水可以是彩色、黑色或无色；
（4）利用步骤（3）中含有量子点的墨水打印成防伪标识物，可打印在商品的任意位置，从而实现商品的高度防伪。
以下将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行进一步详细说明。
1．量子点的选择：量子点受到激发可发射荧光，为使检测到的荧光光谱尽可能不重叠，本发明选择一组量子点，其荧光峰所在波长在可见光及近红外波段内均匀分布，且所选种类数目应与打印机墨盒数相等。由于量子点的荧光峰所在波长与其粒径大小有关，根据二者间关系可确定相应量子点的粒径尺寸。如图1所示，以四墨盒打印机为例，选择荧光峰所在波长分别为410nm、480nm、560nm、620nm的四种量子点。以CdTe量子点为例，CdTe量子点的荧光峰所在波长（λ）与粒径(d)关系为λ=155.01*ln(d)+415.5，可求得相应量子点粒径分别为0.965nm,1.51nm,2.54nm,3.74nm。
2．编码规则的实现：本发明提供四墨盒打印机、六墨盒打印机的编码规则。
如图1所示，以四个墨盒打印机为例，四墨盒分别盛放C（青色）、M（品红）、Y（黄）、K（黑）四种颜色的墨水，将四种荧光量子点分别添加到四个墨盒当中。假设对应关系如下：
墨 盒： C M Y K
荧光量子点： a b c d
打印时，通过控制输出的颜色，达到控制各个墨盒中墨水的输出，并达到控制荧光量子点的输出。在打印一个色块时，每种荧光量子点只有输出和不输出两种情况。输出的荧光量子点的数量可以不同，但保持在一定的阈值以上。在四个墨盒的条件下，除去全不输出和全输出两种，荧光量子点的输出情况一共有14种。每一种输出情况对应着一个荧光量子点编码。用0表示量子点不输出的情况，1表示量子点输出的情况，则有如表1所示的量子点输出组合：
表1
| 量子点输出组合 | 量子点输出组合 |
| 1:0:0:0 | 0:1:1:0 |
| 0:1:0:0 | 0:1:0:1 |
| 0:0:1:0 | 0:0:1:1 |
| 0:0:0:1 | 1:1:1:0 |
| 1:1:0:0 | 1:1:0:1 |
| 1:0:1:0 | 1:0:1:1 |
| 1:0:0:1 | 0:1:1:1 |
我们把量子点输出组合称为配比组合。我们用一种配比组合来表示一个原始信息，如“1 ：0 ：0 ：0”这一配比组合表示“1”，“0 ：1 ：0 ：0”表示“2”，以此类推，则有表2所示的编码表：
表2
| 原始信息 | 配比组合 | 原始信息 | 配比组合 |
| 0 | 1 ：0 ：0 ：0 | 7 | 0 ：1 ：1 ：0 |
| 1 | 0 ：1 ：0 ：0 | 8 | 0 ：1 ：0 ：1 |
| 2 | 0 ：0 ：1 ：0 | 9 | 0 ：0 ：1 ：1 |
| 3 | 0 ：0 ：0 ：1 | 自定义 | 1 ：1 ：1 ：0 |
| 4 | 1 ：1 ：0 ：0 | 自定义 | 1 ：1 ：0 ：1 |
| 5 | 1 ：0 ：1 ：0 | 自定义 | 1 ：0 ：1 ：1 |
| 6 | 1 ：0 ：0 ：1 | 自定义 | 0 ：1 ：1 ：1 |
每一种配比组合随即表示不同的原始信息，即是说，表2所示的只是这种编码的其中一种。
以上编码关系可以推广到六墨盒、八墨盒打印机中去。下面以六墨盒打印机为例。六墨盒打印机中有品红色（M）、青色（C）、黄色（Y）、淡品红色（LM）、淡青色（LC）、黑色（K）的墨盒。我们选择六种粒径不一样的量子点，分别为量子点a,b,c,d,e,f，将它们依次加入上述墨盒当中，则有：
墨 盒：M C Y LM LC K
量子点：a b c d e f
类似于四墨盒打印机的情况，六墨盒打印的条件下，除去全不输出和全输出两种，荧光量子点会有40种输出情况。其中一种编码关系见表3：
表3
| 原始信息 | 配比组合 | 原始信息 | 配比组合 | 原始信息 | 配比组合 |
| 1 | 1:0:0:0:0:0 | F | 1:1:0:0:0:1 | T | 0:1:1:1:0:1 |
| 2 | 0:1:0:0:0:0 | G | 1:1:1:1:0:0 | U | 0:1:1:1:1:1 |
| 3 | 0:0:1:0:0:0 | H | 1:1:1:0:1:0 | V | 0:0:1:1:0:0 |
| 4 | 0:0:0:1:0:0 | I | 1:1:1:0:0:1 | W | 0:0:1:0:1:0 |
| 5 | 0:0:0:0:1:0 | J | 1:1:1:1:1:0 | X | 0:0:1:0:0:1 |
| 6 | 0:0:0:0:0:1 | K | 1:1:1:1:0:1 | Y | 0:0:1:1:1:0 |
| 7 | 1:1:0:0:0:0 | L | 0:1:1:0:0:0 | Z | 0:0:1:1:0:1 |
| 8 | 1:0:1:0:0:0 | M | 0:1:0:1:0:0 | ！ | 0:0:1:1:1:1 |
| 9 | 1:0:0:1:0:0 | N | 0:1:0:0:1:0 | 0:0:0:1:1:0 | |
| A | 1:0:0:0:1:0 | O | 0:1:0:0:0:1 | # | 0:0:0:1:0:1 |
| B | 1:0:0:0:0:1 | P | 0:1:1:1:0:0 | % | 0:0:0:0:1:1 |
| C | 1:1:1:0:0:0 | Q | 0:1:1:0:1:0 | $ | 0:0:0:1:1:1 |
| D | 1:1:0:1:0:0 | R | 0:1:1:0:0:1 | ||
| E | 1:1:0:0:1:0 | S | 0:1:1:1:1:0 |
本发明中，原始信息通过编码规则加密后控制墨盒的出墨量，进而打印出含有荧光量子点的防伪标识物。
本发明中不同颜色的墨水可以用于不同的需求：彩色墨水可以印制商标、产品名称、特殊图案等，其颜色由多种墨水按不同配比混合打印而成，可以蕴含一定的原始信息，以鉴真伪；黑色墨水可以打印特定信息的条形码，条形码本身蕴含的信息可以用作销售识别，而其含有的荧光量子点编码信息可以用于多重加密与防伪；无色墨水可以打印在商品的任意位置，且不对外公布，可由相关质监部门或企业内部人员识别与检测特定位置是否含有信息，且该信息是否与原始设定信息相同，以起到防伪标识的作用。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (2)
1.一种多波长荧光量子点防伪方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）选取多种不同粒径尺寸的荧光量子点，该量子点的发射荧光光谱在近红外光区域内均匀分布，且波带无重叠，所选量子点的种类数与所选打印机的墨盒数量相等，且一一对应；
（2）结合条形码，在每个黑条中利用多种荧光量子点的荧光峰在给定波段内的有无对其进行编码；
（3）将量子点与所对应的打印机墨盒中的墨水均匀混合；
（4）利用步骤（3）中含有量子点的墨水打印成防伪标识物，从而实现商品的高度防伪。
2.如权利要求1所述的一种多波长荧光量子点防伪方法，其特征在于：所述步骤（3）中，量子点与墨水混合时，其浓度需保证其在打印后能够被正常检测到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101571256A CN102673203A (zh) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | 一种多波长荧光量子点防伪方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101571256A CN102673203A (zh) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | 一种多波长荧光量子点防伪方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102673203A true CN102673203A (zh) | 2012-09-19 |
Family
ID=46806016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012101571256A Pending CN102673203A (zh) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | 一种多波长荧光量子点防伪方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102673203A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103559475A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-05 | 广州优库电子有限公司 | 一种多波长激光调制一维条码阅读器及其实现方式 |
| US9940566B2 (en) | 2016-01-15 | 2018-04-10 | International Business Machines Corporation | Extracting information from surface coatings |
| CN108182868A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-19 | 福州大学 | 一种基于量子点光致发光特性及薄膜图形化技术的防伪标识 |
| CN108694427A (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-23 | 中国科学院化学研究所 | 一种条形码的编码、隐藏方法及其作为识别标签的应用 |
| CN109073553A (zh) * | 2015-09-21 | 2018-12-21 | 悠蓓秋蒂公司 | 量子点安全油墨 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692031B2 (en) * | 1998-12-31 | 2004-02-17 | Mcgrew Stephen P. | Quantum dot security device and method |
| CN1564998A (zh) * | 2001-10-05 | 2005-01-12 | 德国捷德有限公司 | 采用标记物质的有价证券和防伪标记 |
| JP2005246821A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | National Printing Bureau | 印刷物及びその識別方法並びに識別装置 |
| CN101368092A (zh) * | 2007-08-13 | 2009-02-18 | 施乐公司 | 量子点基发光标记材料 |
| CN101503038A (zh) * | 2008-02-04 | 2009-08-12 | 中国印钞造币总公司 | 防伪标记物及设置有该标记物的有价物品 |
-
2012
- 2012-05-21 CN CN2012101571256A patent/CN102673203A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692031B2 (en) * | 1998-12-31 | 2004-02-17 | Mcgrew Stephen P. | Quantum dot security device and method |
| CN1564998A (zh) * | 2001-10-05 | 2005-01-12 | 德国捷德有限公司 | 采用标记物质的有价证券和防伪标记 |
| JP2005246821A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | National Printing Bureau | 印刷物及びその識別方法並びに識別装置 |
| CN101368092A (zh) * | 2007-08-13 | 2009-02-18 | 施乐公司 | 量子点基发光标记材料 |
| CN101503038A (zh) * | 2008-02-04 | 2009-08-12 | 中国印钞造币总公司 | 防伪标记物及设置有该标记物的有价物品 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 徐波: "基于近红外荧光量子点防伪技术的基础研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（基础科学辑）》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103559475A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-05 | 广州优库电子有限公司 | 一种多波长激光调制一维条码阅读器及其实现方式 |
| CN103559475B (zh) * | 2013-11-22 | 2016-08-17 | 广州优库电子有限公司 | 一种多波长激光调制一维条码阅读器及其实现方式 |
| CN109073553A (zh) * | 2015-09-21 | 2018-12-21 | 悠蓓秋蒂公司 | 量子点安全油墨 |
| CN109073553B (zh) * | 2015-09-21 | 2022-02-01 | 悠蓓秋蒂公司 | 量子点安全油墨 |
| US9940566B2 (en) | 2016-01-15 | 2018-04-10 | International Business Machines Corporation | Extracting information from surface coatings |
| US10223627B2 (en) | 2016-01-15 | 2019-03-05 | International Business Machines Corporation | Extracting information from surface coatings |
| US10546221B2 (en) | 2016-01-15 | 2020-01-28 | International Business Machines Corporation | Extracting information from surface coatings |
| CN108694427A (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-23 | 中国科学院化学研究所 | 一种条形码的编码、隐藏方法及其作为识别标签的应用 |
| CN108694427B (zh) * | 2017-04-07 | 2021-06-22 | 中国科学院化学研究所 | 一种条形码的编码、隐藏方法及其作为识别标签的应用 |
| CN108182868A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-19 | 福州大学 | 一种基于量子点光致发光特性及薄膜图形化技术的防伪标识 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10783601B1 (en) | Digital watermarking and signal encoding with activable compositions | |
| US6483576B1 (en) | Counterfeit detection system | |
| WO2008141067A1 (en) | Printed security mark | |
| US11014390B2 (en) | Luminescent medium and method for reading luminescent medium | |
| CN102673203A (zh) | 一种多波长荧光量子点防伪方法 | |
| US20020105633A1 (en) | Process for blending of ink used in counterfeit detection systems | |
| EP3390065A1 (en) | Security element formed from at least two inks applied in overlapping patterns, articles carrying the security element, and authentication methods | |
| TW201410552A (zh) | 包含防僞特徵之蓋皿或軟木塞 | |
| JP2010173292A (ja) | 印刷方法および印刷物 | |
| WO2008100885A1 (en) | Semiconductor nanocrystals as marking devices | |
| JP4418881B2 (ja) | 偽造防止印刷物 | |
| KR20160008218A (ko) | 동적 시각 이동을 나타내는 보안 요소 | |
| CN113759622A (zh) | 包括压致变色荧光层的防伪变造装置 | |
| JP2012000779A (ja) | 偽造防止印刷物とその真偽判定方法および偽造防止インキ | |
| JP2019188756A (ja) | 偽造防止用印刷物 | |
| US10599037B2 (en) | Systems and methods providing anti-counterfeiting with multi-mode luminescent nanotaggants | |
| CN109147549B (zh) | 一种基于发光掺杂量子点的多模防伪方法 | |
| Monica et al. | Anticounterfeiting technology–a luminescent path: short review | |
| US12164982B2 (en) | Method for labelling products with an optical security feature with a temporal dimension | |
| CN118798246A (zh) | 一种用于酒瓶防伪溯源的数字标识制作方法 | |
| WO2016068232A1 (ja) | 偽造防止媒体の真贋判定方法および偽造防止媒体用真贋判定装置 | |
| JP2005100003A (ja) | 情報記録媒体 | |
| JP2014030921A (ja) | 識別媒体および識別装置 | |
| KR20200002447A (ko) | 형광 보안 요소 | |
| Siddique et al. | Nano-inks in security and defense applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120919 |