Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Тема проекта 27 - Защита документов от подделки

Ключевые слова:  учителю

Автор(ы):  ФНМ МГУ

11 ноября 2011

Название(я): Защита документов от подделки

Номер в каталоге: 27

Основной предмет (школа): химия

Область знания (ВУЗ): методы получения наноматериалов

Актуальность: Защита различных документов (сертификатов, аттестатов, лицензий, удостоверений, паспортов, виз, денежных купюр) является важной и весьма наукоемкой задачей. Для ее решения используются магнитные и люминесцентные нити и рисунки, высококачественная печать (с высоким разрешением), голограммы, радиометки и штрих-коды, объемный рисунок, водяные знаки и пр. Школьники сами могут создать достаточно надежно защищенные макеты документов за счет использования невидимых ("симпатических") чернил, термокрасок, люминесцентных, магнитных красок, красок, содержащих наночастицы благородных металлов заданного размера и формы с контролируемыми положением и формой пика плазмонного резонанса. Попутно участники проекта могут изучить достаточно много различных явлений и важных физико - химических процессов, желательно при этом, чтобы проект выполнялся группой школьников под руководством тьютора так, чтобы каждая из подгрупп занималась собственным классом красок и все достижения нашли бы воплощение в художественном дизайне общего макета конечного защищенного документа.

Новизна: создание "умных" красок из (нано)частиц с нелинейным физическим откликом на внешние воздействия

Цель: разработка дизайна и создание прототипа защищенного от подделки документа (например, памятной грамоты за лучшую проектную работу школьников или вариант создания скрытого текста - шифровки)

Задачи:

1. ознакомление с работами по существующих методикам цифровой, типографской или физико - химической защиты различных документов

2. планирование работ по подгруппам (типам создаваемых "красок", подгруппы художественного дизайна и т.д.)

3. ознакомление с литературой по методам синтеза микро- и наночастиц для "умных" красок, включая люминофоры и кристаллофосфоры (вариант - квантовые точки), невидимые ("симпатические") чернила, термокраски (известны и легко получаются различные тетрайодмеркураты, но они являются токсичными), магнитные наночастицы (на основе оксидов железа, которые легко получаются), наночастицы благородных металлов заданного размера и формы с контролируемыми положением и формой пика плазмонного резонанса, самоупорядочивающиеся при высыхании краски монодисперсные микросферы, дающие иризацию (фрагменты коллоидных кристаллов) и т.д. (варианты могут возникнуть в процессе литературного поиска или по предложению тьютора).

4. разработка (планирование) палитры красок - вариантов смешения полученных наночастиц для генерации различных оттенков, которые будут визуально наблюдаться для комнатной температуры и видимого цвета, а также с учетом того, что в ультрафиолетовом свете (бактерицидная лампа), в свете, вырезанном светофильтром, при легком повышении температуры и т.д. цвет хотя бы части из красок должен изменяться, часть из них может притягиваться, будучи нанесенным на бумагу, сильным магнитом, если введены магнитные частицы, часть из них - проводить электрический ток и т.д. Часть палитры должна иметь близкие по оттенку цвета, полученные смешением различных "умных красок", чтобы при обычной освещенности при комнатной температуре оттенки не различались, но были бы различимы при альтернативном освещении (ультрафиолетовые метки).

5. создание прозрачного лака (защитного лака), который мог бы служить как основой красок при рисовании, так и защитным слоем от неблагоприятных внешних воздействий.

6. подготовка красок и рисование защитного документа.

7. обобщение результатов и обоснование выбранного решения по палитре красок.

Экспериментальные подходы: методы "мокрой химии"

Методические подходы: ознакомление с теорией цветности, явлениями люминесценции, магнетизма, фазовыми переходами при повышении температуры, поглощения и отражения света металлами (в зависимости от выбранных вариантов решения задач)

Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: реактивы и методы инструментального исследования полученных (нано)частиц (в зависимости от выбранных вариантов решения задач)

Освоение школьником теоретического материала: теория растворов, окислительно - восстановительные реакции, теория цветности, элементы кристаллохимии, физика металлов, полупроводников, магнетиков

Навыки, получаемые школьником: работа с растворами, отделение осадков, элементы эстетического воспитания, методы анализа наночастиц

Предшествующий материал по школьной программе: химия (соответствующих) элементов, теория растворов, электричество и магнетизм, металлы и полупроводники, электромагнитные колебания

Роль учителя: общее руководство проектом, контроль соблюдения техники безопасности

Возможная помощь тьюторов: консультативная помощь, обеспечение специальной литературой, реактивами, помощь с проведением инструментального анализа (рентгенофазовый анализ, динамическое светорассеяние, оптическая и электронная микроскопия, магнетометрия, оптическая спектроскопия - в зависимости от выбранных вариантов красок)

Техника безопасности: возможна работа с солями тяжелых металлов и органическими растворителями

Примечания: в случае сотрудничества с ВУЗом возможно создание специальных агрегатов наночастиц с заданным соотношением частиц различного размера (люминесцентный штрих - код), которые могут быть использованы для уникальной маркировки документов, а также применения термотропных жидких кристаллов с хромофорными группировками или искусственно введенными красителями (обе работы достаточно сложны в выполнении и требуют активного участия ВУЗа).

Специальные чернила.

Первичные литературные ссылки для начала поиска: организация частиц

Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):

 

Прикрепленные файлы:
proekt27.pdf (115.20 КБ.)

Информация о теме проекта.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наноженщина Пикассо
Наноженщина Пикассо

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.