Российские ученые впервые в мире реализовали фотолюминесцентную лазерную микромаркировку природных алмазов, которая позволяет отслеживать драгоценный камень во всей цепочке его движения от карьера до потребителя. В основе технологии — локальное лазерное изменение структуры оптических центров кристалла. Маркировка позволяет создать уникальный «рисунок», который можно считать как QR-код, и проследить историю конкретного камня в облачной базе данных.
Современные искусственные алмазы очень сложно отличить от природных. Однако синтетические алмазы предназначены для технических целей, а их огранка является нелегальной и подрывает сложившийся рынок природных бриллиантов.
Специалисты уже многие годы разрабатывают способы маркировки легальной продукции, которая не портила бы кристалл. Один из вариантов — 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 отслеживать драгоценный камень во всей цепочке его движения от карьера до потребителя с помощью облачных технологий.
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 с помощью воздействия ультракоротких лазерных импульсов на особые атомистические дефекты кристалла — оптические центры, в которых находятся атомы азота, и которые в некоторых случаях придают окраску камню. Меняя характеристики облучения можно формировать уникальный «рисунок».
Такие метки проявляются только при особом освещении и без него абсолютно незаметны. Люминесцентные микрометки в алмазе или бриллианте являются цифровыми и после вывода на экран фотолюминесцентного сканера могут быть считаны камерой мобильного телефона как QR- или штрих-коды.
«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.
Один из фундаментальных аспектов исследования выполнен при поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда (РНФ) и опубликован в журнале Applied Surface Science.