Разработано уникальное нановещество с возможностями маркировки драгоценных камней

Российская компания J-Pass разработала уникальное нановещество, способное маркировать любые объекты без повреждения поверхности и конструктивного внедрения в объект. Вещество не видимо глазом и микроскопом, уничтожение  без повреждения маркированного объекта невозможно. Комбинация из значений частоты СВЧ, напряженности магнитного поля и химической формулы метки создают трёхфакторную защиту от копирования. Разработчик новой технологии Сергей Пынзарь уверяет, что аналогов такой маркировки камней в мире нет и данная технология особо актуальная для ювелирной отрасли. 

Спиновая метка 

Это органическая молекула, обладающая неспаренным электроном и способностью связываться с другими молекулами. Неспаренный электрон даёт возможность наблюдения спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), тем самым спиновая метка служит зондом для ЭПР. ЭПР- спектры спиновых меток несут информацию о локальной динамике (например в биологических мембранах, белках), полярности и окружения, а также служат для измерения расстояний в больших молекулах. 

Электронный парамагнитный резонанс 

ЭПР — это явления электронного парамагнитного резонанса заключается в резонансном поглощении электромагнитного излучения неспаренными электронами. Электрон имеет спин и ассоциированный с ним магнитный момент. Если теперь к парамагнитному центру приложить электромагнитное поле с частотой , поляризованное в плоскости, перпендикулярной вектору магнитного поля , то оно будет вызывать магнитные дипольные переходы, подчиняющиеся правилу отбора. 

При совпадении энергии электронного перехода с энергией фотона электромагнитной волны будет происходить резонансное поглощение СВЧ излучения. 

Главный разработчик технологии JPASS Сергей Пынзарь
 

2017-2019 гг. - руководитель группы компаний «J-pass»,
2016г. – АО «Азимут» - технический эксперт проекта «ФКД FOCUS»,
2015г. – «РОСТЕХ» - технический эксперт направления разработок онлайн-касс,
2013 – 2014 гг. – ООО «Компас Пэй» - Генеральный директор,
2010-2012 гг. – ЗАО «Киберплат» - разработчик мультипроцессинговых систем,
2008-2010 гг. – Ассоциация «Российский Дом Международно-Технического Сотрудничества» - главный инженер

ЭПР (считыватель) 

Существует два основных типа спектрометров: первый основан на непрерывном, второй — на импульсном воздействии на образец. В спектрометрах непрерывного излучения обычно регистрируется не линия резонансного поглощения, а производная этой линии. Это связано, во-первых, с большей чёткостью проявления отдельных линий в сложных спектрах, во-вторых, с техническими удобствами регистрации первой производной. Резонансному значению магнитного поля отвечает пересечение первой производной с нулевой линией, ширина линии измеряется между точками максимума и минимума. Из приведенного выше уравнения следует, что резонансное поглощение СВЧ энергии может произойти либо при изменении длины волны, либо при изменении напряжённости магнитного поля. Спектры ЭПР обычно регистрируются при постоянной частоте СВЧ излучения при изменении магнитного поля. Это обусловлено специфичностью элементов СВЧ техники, характеризующиеся узкой полосой пропускания. Для увеличения чувствительности метода используют высокочастотную модуляцию магнитного поля , при этом фиксируется производная спектра поглощения. Диапазон регистрации ЭПР определяется частотой или длиной волны СВЧ излучения при соответствующей напряженности магнитного поля. 

Свободные радикалы 

Свободные радикалы в химии — частицы, содержащие один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке. Свободные радикалы бывают твёрдыми, жидкими и газообразными веществами и могут существовать десятки лет. Свободные радикалы обладают парамагнитными свойствами и являются очень реакционноспособными частицами. 

Парамагнетики 

Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля и имеют положительную магнитную восприимчивость, но значительно меньшую единицы. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, незначительно отличается от единицы. 

Вещества парамагнетика обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно. 

Свободный протон дает возможность исполнить реакцию цепи. Происходит назначение реакций метки. 

Технология JPASS 

Для обработки поверхности алмаза (например, рундиста ) наносится слой переходного металла (Fe, Ni, Co, Mn или др.) на площади требуемого размера на поверхность алмаза. Далее образец помещается в камеру с проточным газом (водород). Затем участок алмаза с нанесенным металлом кратковременно и локально разогревается лазером. 

В результате формируется на алмазе пятно требуемого размера (1-2 или менее мм), имеющего чистую шероховатую поверхность, если металл после обработки растворить, или пятно металла, внедренного в алмаз, если металл не растворять. 

В качестве маркеров планируется использовать парамагнитные спиновые метки на основе тритильных или нитроксильных радикалов или парамагнитных комплексов металлов. Измеряется спектр ЭПР этой метки, имеющий индивидуальные магнитно-резонансные параметры. 

Требования к маркерам: Узкая линия ЭПР для обеспечения высокой чувствительности. Необходимо обеспечить высокую стабильность меток относительно температуры, фотооблучения и влажности. Количество метки будет определяться чувствительностью детектирующего прибора и его резонансной частотой. Необходимо обеспечить нерастворимость меток в субстанции, которая будет использоваться качестве клея. 

Возможны два технических решения при создание детектирующей системы:

1. Использование серийного малогабаритного ЭПР спектрометра. 

В этом случае обеспечивается высокая чувствительность и спектральное разрешение (информативность спектра), однако есть ограничения на размер образца (диаметр не должен превышать 8 мм). 

2. Разработка малогабаритного ЭПР спектрометра на низких частотах с поверхностной катушкой.

В этом случае постоянное магнитное поле создается катушкой, находящейся в непосредственно в мобильном датчике, также как и резонансный контур, создающий радиочастотное поле.

Справка:

J-Pass - Системный Интегратор Бесконтактных Технологий предлагает разработанные технологические решения по внедрению бесконтактных технологий во многие сферы и области промышленности с целью маркировки, идентификации, гарантии подлинности, контроля операций с ними, учета и управления.