基于圖案化金屬納米復合材料的防偽標識及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及了一種防偽標識及其制作方法，涉及一種基于圖案化金屬納米復合材料的防偽標識及其制作方法，利用金屬納米結構所具有的特殊光學特性制作圖案化的金屬納米結構作為防偽標識。
【背景技術】
[0002]仿制假冒產品是一個全球性的問題，影響個人和社區的小村莊和主要城市一直到大型零售商店和制藥公司。全球化和互聯網交易的增長的雙重影響已使問題相當更尖銳。假冒產品不受管制的，通過全球范圍內的渠道流通，也可以進入合法的供應鏈。在許多情況下，這是非常困難的，從正牌產品區分開來，僅2007全球約有7-10%的貨物是偽造，經濟損失達到4500億美元，涉及的行業包括制藥、飛機零部件、汽車零部件、名牌服裝、奢侈品、藝術品等等。
[0003]防偽標識，又名防偽標簽，是指能粘貼、印刷、轉移在標的物表面，或標的物包裝上，或標的物附屬物(如商品掛牌、名片以及防偽證卡)上，具有防偽作用的標識。目前主要應用的偽標技術包括:水印(watermarks)、全息防偽標識(holograms)、防拆包裝和射頻電子標簽(RFID)等。一些防偽標識還使用了特殊的油墨，使得標識受到熱、光等刺激下，改變形貌。但總得來說，這些技術很容易被偽造。研究表明，造假者可以在18個月內復制任何最新的防偽技術。
[0004]納米材料，因其表面復雜的結構和所具有的特殊光學現象，可賦予產品無法仿制的特征，的廣泛應用，使得的防偽技術水平有了很大的提高。

【發明內容】

[0005]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發明的目的在于提供一種圖案化的金屬納米復合材料作為防偽標識，具有防偽等級高、使用方便等特點。
[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]—、一種基于圖案化金屬納米復合材料的防偽標識，包括:
[0008]基材，采用硬質或柔性材料；
[0009]以及圖案化的金屬和聚苯乙烯球復合納米結構，形成于基材上，包括:
[0010]聚苯乙烯微球陣列，覆于基材表面，
[0011]金屬層，鍍于聚苯乙稀微球陣列上以包覆。
[0012]本發明通過金屬和聚苯乙烯球復合納米結構特有的表面等離子體共振現象可產生色彩斑斕的結構光，形成清晰可辨的圖案，方便公眾辨識。
[0013]還包括有機物分子層，形成于金屬和聚苯乙烯球復合納米結構上。
[0014]所述的有機物分子層采用具有拉曼散射活性的特定有機物的組合。
[0015]同時本發明的金屬復合納米結構具有表面增強拉曼散射活性，加入拉曼散射活性的有機物分子結合化學計量學技術和計算機技術，可用于在防偽標識材料隱藏或讀取加密信息，實現更高的防偽等級。
[0016]二、一種基于圖案化金屬納米復合材料的防偽標識制作方法:
[0017]在硬質或柔性材料的基材上構建圖案化的金屬和聚苯乙烯球復合納米結構，通過金屬和聚苯乙烯球復合納米結構特有的表面等離子體共振產生色彩斑斕的結構光，形成具有圖案清晰可辨的防偽標識。本發明在硬質或柔性材料上構建圖案化的金屬/聚苯乙烯球復合納米結構，在可見近紅紅外光激發下，可產生表面等離子體共振，形成的色彩斑斕且清晰可辨的圖案。
[0018]構建圖案化的金屬和聚苯乙烯球復合納米結構的一種方式具體為:采用自組裝方式在硬性材料的基材上覆于一層以單分散聚苯乙烯球緊密排列的聚苯乙烯微球陣列，再利用激光雕刻方式去除不需要的聚苯乙烯球形成具有所需圖案的聚苯乙烯微球陣列，再以鍍膜方式在聚苯乙烯微球陣列上鍍一層金屬層，形成圖案化的金屬和聚苯乙烯球復合納米結構。
[0019]構建圖案化的金屬和聚苯乙烯球復合納米結構的另一種方式具體為:采用自組裝方式先在硬質材料的基材上覆于一層以單分散聚苯乙烯球緊密排列的聚苯乙烯微球陣列，再利用激光雕刻方式去除不需要的聚苯乙烯球形成具有所需圖案的聚苯乙烯微球陣列，再將柔性材料的基材具有粘性的一面粘合在聚苯乙烯微球陣列上，輕壓后剝離將其轉移到柔性材料的基材上，再以鍍膜方式在聚苯乙烯微球陣列上鍍一層金屬層，形成在柔性基材上圖案化的金屬和聚苯乙烯球復合納米結構。
[0020]所述金屬和聚苯乙烯球復合納米結構的圖案是一種文字、一種形狀或一種圖形。
[0021]所述的基材上的聚苯乙烯微球陣列采用以下方式形成:基材清洗后親水處理，置于水平平面上在上表面加水形成覆蓋整個基材表面的水膜，在水膜的氣液體分界面上，利用注射栗和微量注射器，注入單分散聚苯乙烯球懸浮液，待水膜蒸發后得到緊密排布的聚苯乙烯微球陣列。
[0022]進一步在所述圖案化的金屬和聚苯乙烯球復合納米結構上滴加具有拉曼散射活性的的特定有機物分子，滴加位置根據加密編碼需要而設定，因圖案化金屬納米復合材料具有表面增強拉曼散射活性，有機物分子均具有拉曼散射活性，可結合表面增強拉曼光譜技術、化學計量學方法和計算機技術，可實現在所述材料隱藏/讀取的加密信息。
[0023]具有拉曼散射活性的的特定有機物分子為多種具有拉曼散射活性的有機物組合。
[0024]所述單分散聚苯乙烯球的直徑為200至2000nm。
[0025]所述金屬層是金屬鍍層或非金素和金屬的復合鍍層，總厚度在10至100nm之間。
[0026]所述金屬鍍層為金、銀、鉑、銅、鋁、鈦和鉻其中的一種或者多種混合的金屬層。
[0027]所述非金素和金屬的復合鍍層中，非金素采用二氧化硅、氧化鋁和二氧化鈦中的一種或多種，金屬采用金、銀、銅、鋁、鈦和鉻中的一種或多種，復合鍍層的頂層為金屬，即前幾層任意，最后一層鍍金屬。
[0028]所述硬質材料的基材采用玻璃或者硅片。
[0029]所述柔性材料的基材一面具備粘性，采用聚丙烯酸脂膠帶、聚乙烯膠帶、聚酰亞胺膠帶、聚甲基硅氧烷材料或者聚甲基丙烯酸甲酯材料。
[0030]所述的自組裝方式還可采用Iangmuir-Blodgett膜技術或者旋轉涂膜技術。
[0031]所述的金屬鍍膜還可采用熱蒸鍍、電子束濺射、磁控濺射或者離子濺射方式鍍膜。
[0032]本發明的有益效果是:
[0033]本發明通過圖案化的金屬/聚苯乙烯球復合納米結構所產生的色彩斑斕的結構光，能形成清晰可辨的圖案，方便公眾辨識。
[0034]因結構光不能被化學染料等替代，且納米結構復雜表面，該圖形很難被仿造或篡改，該材料具有很好防偽能力。
[0035]同時，由于該材料具有表面增強拉曼散射活性，在材料中加入特定有機物分子，該分子的拉曼信號可作為一個隱藏驗證信息，以實現更高的防偽等級；該加密信息僅可由曼光譜儀讀取，同時由于每個分子的拉曼光譜均是獨一無二的(光譜指紋)，該加密信息很難被偽造。
[0036]由此本發明具有防偽等級高、使用方便等特點，可廣泛的作為各種產品的防偽標記，可廣泛應用于制藥、食品、飛機零部件、汽車零部件、名牌服裝、奢侈品、藝術品等行業。
【附圖說明】
[0037]圖1是本發明的結構示意圖。
[0038]圖2是本發明防偽標識制造方法的一種實施例流程示意圖。
[0039]圖3是本發明防偽標識制造方法的另一種實施例流程示意圖。
[0040]圖4是聚苯乙烯球陣列掃描電鏡圖。
[0041]圖5是本發明表面掃面電鏡圖。
[0042]圖6是本發明表面表面等離子體共振吸收光譜圖。
[0043]圖7是典型物質結晶紫的拉曼光譜圖。
[0044]圖8是典型物質羅丹明B的拉曼光譜圖。
[0045]圖9是典型物質孔雀石綠的拉曼光譜圖。
[0046]圖10是典型物質吡啶的拉曼光譜圖。
[0047]圖11是本發明表面金屬和非金屬復合層結構圖。
[0048]圖12是本發明實施效果圖。
[0049]圖中:1、基材，2、聚苯乙稀微球陣列，3、金屬層，4、水膜，5、激光器，6、透鏡，7、計算機，8、柔性基材。
【具體實施方式】
[0050]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0051]本發明主要是先利用自組裝在經過親水處理的玻璃片、硅片表面，制備緊密排布的單分散聚苯乙烯微球陣列；利用激光雕刻技術，去除表面多余的聚苯