Deutsche Forscher von ZEISS und dem KIT haben mit Hilfe von Nano-3D-Druck und einem 3D-Drucker von Nanoscribe eine neue Technik entwickelt, um den Fälschungsschutz von z.B. Geldscheinen erheblich zu erhöhen. Neben Geld lassen sich aber auch andere Produkte mit dem Schutz versehen, so zum Beispiel Autoteile und selbst Medikamente sind denkbar. Wir stellen die Forschungen einmal genauer vor.

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Logo Karlsruher Institut für TechnologieEin Forscherteam des Optikherstellers ZEISS und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben fluoreszierende Mikrostrukturen mit Hilfe von Nano-3D-Druck entwickelt, die den Fälschungsschutz von Dokumenten, Banknoten und Markenprodukten verstärken sollen. Die Ergebnisse wurden im Journal Advanced Materials Technologies unter dem Titel „3D Fluorescence-Based Security Features by 3D Laser Lithography“ veröffentlicht und in einer Pressemitteilung des KIT erstmals vorgestellt.

Nach Angaben der Wissenschaftler könnten die von ihnen entwickelten 3D-Mikrostrukturen eine neue bessere Methode sein, die Echtheit von Geld, Dokumenten und kommerziellen Produkten sicherzustellen. Erreicht werden soll dies mittels eines Wechsels von 2D- in 3D-Strukturen.

Wie Prof. Martin Wegener, 3D-Druck-Experte am KIT erklärte, basieren heutige optische Sicherheitsmerkmale wie Hologramme oft auf zweidimensionalen Mikrostrukturen, doch durch den Einsatz von 3D-Mikrostrukturen, die fluoreszieren, könne der Fälschungsschutz erhöht werden. Die Mikrostrukturen besitzen eine Gitterstruktur aus unterschiedlichen fluoreszierenden Punkten. Sie sind mit 100 Mikron mikroskopisch klein und für das menschliche Auge quasi unsichtbar.

Zur Herstellung der leuchtenden Mikrostrukturen verwenden die Forscher einen Laser-Lithografie-3D-Drucker der Firma Nanoscribe, einer Firmengründung des KIT. Dieser 3D-Drucker ist für die Fertigung voluminöser Strukturen mit nur wenigen Millimetern Kantenlänge und mikroskopischer Strukturen ausgelegt.

Für die Einbettung der filigranen Strukturen in ein durchsichtiges Polymer kommt bei der Herstellung ein Photoresist basierend auf Acryl zum Einsatz, der  CdSSe-basierte Kern-Schale-Halbleiter-Quantenpunkte beinhaltet. Vor drei Jahren gelang Forschern erstmals der 3D-Druck von mikrostrukturierten Oberflächen, die zu einer verbesserten Verträglichkeit medizinischer Implantate führen sollen.

Fluoreszierende Mikrostrukturen aus dem 3D-Drucker
Fluoreszierende Mikrostrukturen werden im 3D-Druckverfahren in die Objekte eingearbeitet und machen sie so fälschungssicherer (Bild © Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)).

Anwendungsbeispiele

Nach Fertigstellung der leuchtenden 3D-Mikrostrukturen lassen sich diese in das transparente Fenster der Banknote integrieren. Neben Banknoten könnten die Mikrostrukturen auch auf Sicherheitsetiketten aufgebracht werden, um zum Beispiel gefälschte Autoteile, Medikamente oder Akkus in ihrer Erkennbarkeit zu erhöhen. Laut Frederik Mayer vom KIT seien auf diese Weise hergestellte Sicherheitsmerkmale nicht nur individuell, sondern auch sehr komplex in der Herstellung und das mache das Leben der Fälscher schwer. Erst im April stellte das KIT ein sehr interessantes Verfahren vor, mit dem Objekte aus Glas im 3D-Druckverfahren hergestellt werden können.

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