Ученые из Физического института Российской академии наук и компании «Микролазер» создали фотолюминесцентную лазерную микромаркировку природных алмазов, с помощью которой можно отслеживать драгоценный камень во всей цепочке его движения, от карьера до потребителя. В основе микромаркировки лежит локальное лазерное изменение структуры оптических центров кристалла, в результате чего они начинают светиться иначе. В процессе нанесения метки можно создать уникальный «рисунок», считать его как QR-код, а затем проследить историю конкретного камня в облачной базе данных. Один из фундаментальных аспектов исследования выполнен при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликован в журнале Applied Surface Science, кратко о достигнутых результатах сообщила пресс-служба РНФ.
Современный синтетический алмаз очень сложно отличить от природного. Синтетические алмазы предназначены для технических целей, а их огранка является нелегальной и подрывает сложившийся рынок бриллиантов, основанный на кристаллах исключительно природного происхождения. Для защиты продукции специалисты уже многие годы разрабатывают способы маркировки, которая не портила бы кристалл. Это, например, микроподпись на поверхности бриллианта, в частности, на рундисте — «пояске», который защищает драгоценный камень от сколов. Однако такую гравировку довольно просто подделать. Российские ученые предложили, реализовали и внедрили принципиально новую цифровую микромаркировку, позволяющую с помощью облачных технологий отслеживать драгоценный камень во всей цепочке его движения, от карьера до потребителя.
Разработка началась с простых микроскопических меток в объеме алмаза, которые не видны невооруженным глазом, но тем не менее необратимо ухудшают качество кристалла. На смену им пришли невидимые в дневном свете даже при высоком увеличении объемные фотолюминесцентные микрометки. Их получают в результате воздействия ультракоротких (фемто- и пикосекундных) лазерных импульсов на особые атомистические дефекты кристалла — оптические центры, в которых находятся атомы азота и которые в некоторых случаях придают окраску камню. В зависимости от характеристик облучения можно формировать уникальный «рисунок».
На фоне свечения алмазной основы такие метки проявляются только при особом освещении, но никак не в его отсутствие. Люминесцентные микрометки в алмазе или, после огранки, в бриллианте являются цифровыми и после вывода на экран фотолюминесцентного сканера могут быть считаны камерой мобильного телефона как QR- или штрих-код.
«Характеристики алмаза и его история от извлечения до продажи становятся доступны для потребителя в рамках единой системы, которая сейчас создается компанией ПАО "АЛРОСА" с участием нашей команды из ФИАН и инновационной компании "Микролазер" как индустриального партнера. В отличие от микрометок на поверхности бриллиантов, объемные фотолюминесцентные метки являются более надежным и долговечным носителем информации, что очень важно для легального оборота алмазов и защиты товарных знаков», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Сергей Кудряшов, ведущий научный сотрудник и заведующий лабораторией лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН.