Международная группа химиков и физиков сообщила о разработке нового материала, который способен менять цвет при небольшом изменении давления. Статья группы из Канады, Германии и Италии вышла в Nature.
Как рассказал руководитель группы Джеффри Озин, профессор химического факультета университета Торонто, они создали эластичный фотонный кристалл – гибкую полимерную пленку, содержащую периодически расположенные сферические пустоты одинакового размера в диапазоне 300–900 нм. Совокупность этих пустот образует сверхрешетку с периодом, превышающим период обычных кристаллических решеток в десятки и сотни раз. Поведение фотонов, чья длина волны совпадает с периодом оптической сверхрешетки фотонного кристалла, сильно отличается от поведения в решетке обычного кристалла, где расстояние между узлами много меньше длины волны света.
Небольшое изменение периодичности сверхрешетки, например, при приложении внешнего давления, сильно меняет оптические свойства материала.
Эту особенность и использовали разработчики для сканирования отпечатков пальцев.
Изменение окраски пленки при прикосновении ученые регистрировали с помощью видеокамеры, установленной с обратной от пальца стороны, имитируя тем самым процесс сканирования датчика. В процессе сканирования отпечатка камера фиксирует изображение пленки с частотой 29 кадров в секунду. В итоге получаются цветные отпечатки пальцев, содержащие помимо изображения рисунка линий кожи цветовую информацию о распределении давления. За время прикосновения (6 секунд) получается 174 снимка динамического изменения окраски пленки, которое может быть проанализировано в дальнейшем. Так как получаемое изображение цветное, то для увеличения контраста могут применяться различные цветовые фильтры.
Оказалось, что эластичность полученной пористой полимерной пленки позволяет различать неровности размером до 5 микрон (0,005 мм), чего с запасом хватает для получения четких, хорошо разрешенных отпечатков пальцев.
На данный момент отпечатки пальцев — главный биометрический параметр для идентификации человека. Системы и технологии сканирования отпечатков пальцев активно развиваются, и (по некоторым данным) рынок таких технологий к 2008 году достигнет $1,5 млн.
По словам помощника профессора Озина Андре Арсено, «мы можем покрыть этим материалом любую поверхность, какую захотим». Так что помимо дактилоскопии разработанный материал может найти применение и в таких областях, как пьезоэлектрические цветные дисплеи, датчики ускорения для автомобильных подушек безопасности, датчики ударной волны при взрыве, визуализация напряжений в несущих конструкциях высотных домов.
