连接至驻极体基板的胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构和生产这种微观结构/纳米结构...的制作方法_5

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力的作用下与电基板结合。
[0230]形成第二单层或多层组件的第二类型的胶体纳米颗粒为电中性或拟中性的并且在外电场的作用下为可电极化的。
[0231]第二类型的胶体纳米颗粒在第二类型的纳米颗粒(其为电中性和可极化的)和在驻极体基板中书写的电荷的第二子图案的表面电势之间存在的相互作用产生的介电泳力的作用下彼此结合和/或与基板结合。
[0232]在驻极体基板中书写的第二符号的电荷的第二子图案对应于纳米颗粒的第二单层或多层组件的几何形状。
[0233]由电荷的第二子图案产生的表面电势的绝对值为大于或等于依赖于可极化纳米颗粒的性质的第一表面电势阈值并且使得就不存在不期望的缝隙而言,至少胶体纳米颗粒的第二组件的第一层为紧凑的,该不期望的缝隙的尺寸为大于或等于两个相邻纳米颗粒的尺寸,优选大于或等于一个颗粒的尺寸。
[0234]在可替代形式中,第一类型的带电纳米颗粒和第二类型的可极化中性纳米颗粒分别具有第一尺寸和第二尺寸。
[0235]第一组件和第二组件分别具有第一数量的层和第二数量的层并且具有第一数量的层的产品的第一尺寸基本上等于具有第二数量的层的产品的第二尺寸。
[0236]根据强度的编码和驻极体基板的接收表面上的电势的符号配置电压的第一和第二子图案的形状,使得第一组件的第一几何形状和第二组件的第二几何形状分别为彼此共轭的形状并且相对于驻极体基板的接收表面具有基本上相同的高度,由此使第二组件的几何形状通过AFM或使用可见光谱照明的光学显微镜为不可检测的。
[0237]在可替代形式中,第一类型的纳米颗粒具有将近红外(NIR)光谱中的辐射转换为第一可见光谱中的辐射的性质,且第二类型的纳米颗粒具有将近红外(NIR)光谱中的辐射转换为第二可见光谱中的辐射的性质,第一可见光谱不同于第二可见光谱。
[0238]通常,驻极体材料为包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PFTE)、硫酸三甘肽(TGS)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氮化硅(Si3N4)、氧化硅(S12)或化合物Si3N4/Si02/Si (NOS)在内的材料。
[0239]通常,胶体纳米颗粒为通过自身或通过配体和/或电荷稳定的化合物,具有包括等离子体性质、导电性、磁性、发光性质、催化性质、电致变色性质或光致变色性质在内的物理性质,可成为基本上中性和可电极化的并且由碱性胶体纳米颗粒产生。
[0240]碱性胶体纳米颗粒具有实芯和在适当情况下的壳并且包括乳胶、S12, T12, ZrO2;CdS、CdSe、PbSe、GaAs、GaN、InP、In2O3' ZnS、ZnO、MoS2、S1、C、ITO、Fe2O3' Fe3O4' Co、Fe_Co、Fe3C、Fe5C2' Ni ;Au、Ag、Cu、Pt和双金属纳米颗粒;W03;NaLnF 4、镧系氟化物(LnF3)、镧系氧化物(Ln2O3)、锆酸盐、硅酸盐、掺杂或不掺杂一种或多种不同的镧系元素的氢氧化物(Ln(OH)3)和氧化物的硫化物(Ln表示镧系元素)、以及这些化合物的混合物。当分散介质为非极化的液体溶剂时,溶剂包括戊烧、异戊烧、己烧、庚烧、辛烧、壬烧、癸烧、环戊烧、环己烷、环庚烷、环辛烷、环己烯、苯、甲苯、甲基环己烷、二甲苯、均三甲苯、氯仿、二氯甲烷或四氯乙稀。
[0241]当分散介质为非极化的分散气体时,分散气体包括分子氮气N2、氩气Ar和空气。
[0242]特别地,胶体纳米颗粒的微观结构为尽可能紧密堆积的具有光学上转换的β -NaYFjfi米晶体的紧凑的单层和多层组件,该组件连接至由PMMA制成的驻极体膜并且具有10nm的厚度。沉积的纳米晶体层的数量通过PMMA制成的驻极体膜中书写的电荷图案的表面电势和分散体中的纳米晶体的浓度进行精确调节。
[0243]纳米晶体的多层组件的形成需要具有高表面势的电荷图案、高浓度的高纳米晶体和非电极化的分散溶剂。纳米晶体必须是高度电极化的并且必须在静电方面是中性的。
[0244]通过使用在其上已经书写正和负电荷的图案的驻极体基板并且通过将书写的基板浸入例如β -NaYF^纳米晶体的分散体中来产生纳米晶体的二元组件,该纳米晶体具有不同的电荷并且具有不同光谱的上转换。纳米晶体组件的上转换发光性质与其几何结构和其组成非常相关。
[0245]所有这些特征使通过使用两种类型的上转换纳米晶体制造根据(i)几何结构、
(ii)纳米晶体的类型、(iii)发光强度和(iv)发光颜色编码的纳米晶体的微观/纳米图案成为可能。
[0246]此外,可使根据颜色编码的组件在形貌上为无法识别的,由此有效隐藏信息。
[0247]上述方法的速度和经济效率,书写期望的几何形状的任何图案的能力和在三个方向上对于组件的空间建筑学的控制(例如由记录为X、Y和Z的轴所表示的)的掌握,使得有可能生产根据颜色和强度编码的复杂形状的独特微观结构/纳米结构,该微观结构/纳米结构可用作具有高的安全性水平的防伪和/或可追溯和/或认证标签。
[0248]防伪和/或可追溯和/或认证标签可显示各个水平的安全性,对于所述水平的安全性其可能可以累积或者不可能累积。这些水平的安全性可以为:
[0249]-结构的微观/纳米尺寸,其使结构为肉眼“看不见”的并且如果不知道其准确位置,使用显微镜也不可能发现;
[0250]-发光,已知在两种类型的纳米颗粒的二元组件或多于两种类型的纳米颗粒的组件的存在下,微观结构/纳米结构可以显示至少两种不同的发射波长;
[0251]-发光强度,后者有可能显示相同微观结构/纳米结构的变化,这些变化是由于相同微观结构/纳米结构中的组件的不同高度;
[0252]-纳米颗粒在驻极体基板的表面区域上和在组件外部的随机沉积,该沉积显示各个微观结构/纳米结构特定的独特信号;
[0253]-通过纳米颗粒的一种或多种其他组件而掩蔽纳米颗粒的组件,使用形貌上不可识别的两种类型的纳米颗粒的二元组件或多于两种类型的纳米颗粒的组件来获得该掩蔽,由此有效隐藏信息。该掩蔽使得识别形貌信息成为不可能,只有在发光中读取才可能揭示?目息O
[0254]防伪和/或可追溯和/或认证标签显示一种或多种水平的安全性编码,此外,微观结构/纳米结构的形貌信息显示特定的几何结构。
[0255]根据图19,防伪和/或可追溯和/或认证标签为例如通过光学显微镜在荧光中可检测的三维QR编码。在该情况下,胶体纳米颗粒为具有10nm的直径的乳胶颗粒。
[0256]在可替代形式中,图18中描述的方法602的第二实施方式可以如下概括:使用具有预定的整数(大于或等于二)级数的阶段对序列,各个阶段对与序列中位置的级数或等级k相关,预定类型的基本上中性和可极化的纳米颗粒依赖于等级k而沉积并且预定沉积的几何结构依赖于等级k。
[0257]特征在于其等级k的各个阶段对是如下第一阶段和第二阶段的序列:在该第一阶段中,用等级k的电荷图案书写,其依赖于待沉积的颗粒的预定类型并且依赖于等级k的相关沉积几何结构的功能,在该第二阶段中,纳米颗粒沉积在与等级k相关的第一阶段期间书写的电荷图案上,该纳米颗粒具有与等级k相关的类型。
[0258]因此,特别地,可获得具有高紧凑度的纳米颗粒的三元三维组件和具有甚至更高数量的类型的不同纳米颗粒的组件。
[0259]在可替代形式中,防伪和/或可追溯和/或认证标签包含上述定义的胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构或通过上述定义的方法获得的胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构,该防伪和/或可追溯和/或认证标签另外包含:
[0260]-根据沉积噪音以偶然和非受控方式连接的纳米颗粒结构,该纳米颗粒结构就紧凑度和随机性而言具有并不非常紧密的分布并且在驻极体基板的表面区域上产生,该表面区域并未被组件覆盖并且通过空间坐标定位在驻极体基板上,和
[0261]-将纳米颗粒的随机结构的图像(其沉积在定位的表面区域上)、捕获的图像(根据喜好为AFM形貌图像)和光学图像或光致发光图像存储在内存中。
[0262]所述随机结构图像的坐标存储在对应于所述随机结构的图像的信息介质上。信息介质为例如与图像相同的记录介质。其还可为不同的记录介质。在所有情况下,在随机结构的图像和其空间坐标之间存在配置信息连接(例如计算机连接)。
【主权项】
1.一种制造由胶体纳米颗粒形成的微观结构/纳米结构的方法,所述微观结构/纳米结构包括连接至驻极体基板的胶体纳米颗粒的单层或多层组件,所述单层或多层组件具有自由选择的和预定的几何形状,其中就不存在不期望的缝隙而言,至少第一层是紧凑的,所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于两个相邻纳米颗粒的尺寸,优选大于或等于一个纳米颗粒的尺寸,所述方法包括下列阶段: 在第一阶段(302)中,提供驻极体基板,其包括驻极体材料并且具有自由接收表面,然后 在第二阶段(4;304)中,根据对应于所述纳米颗粒的单层或多层组件的正电荷和/或负电荷的预定图案,在所述驻极体基板的接收表面上书写表面电势,然后 在第三阶段出;306)中,使具有根据期望的电荷图案书写表面电势的接收表面的驻极体基板与胶体分散体接触足够长且小于或等于十五分钟的接触时间, 所述方法的特征在于: 所述胶体分散体包含电中性或拟中性的胶体颗粒以及液体溶剂或气体形式的分散介质,所述胶体颗粒在外电场的作用下是可电极化的,所述分散介质基本上没有电极化作用并且所述胶体纳米颗粒分散于其中,并且 表面电势的绝对值和可极化纳米颗粒的浓度分别为大于或等于第一表面电势阈值和第二浓度阈值,所述第一阈值和第二阈值各自依赖于所述分散介质的性质和所述可极化纳米颗粒的性质,使得 在第一接触时间之后,所获得的微观结构/纳米结构为具有期望的几何形状的单层或多层微观结构/纳米结构,其中就不存在不期望的缝隙而言,至少第一层是紧凑的,所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于两个相邻纳米颗粒的尺寸,优选大于或等于一个纳米颗粒的尺寸,在所述可极化纳米颗粒和所述书写的表面电势之间的相互作用产生的介电泳力的作用下,所述纳米颗粒彼此结合和/或与所述基板结合。2.如权利要求1所述的制造胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构的方法,其中: 所述连接至驻极体基板的具有自由选择的和预定的几何形状的胶体纳米颗粒组件为多层组件,其中至少所述第一层为紧凑的,并且 所述表面电势的绝对值和所述可极化纳米颗粒的浓度分别为大于或等于第三表面电势阈值和大于或等于第四浓度阈值,所述第三阈值和第四阈值各自依赖于所述分散介质的性质和所述可极化纳米颗粒的性质,使得 在所述接触时间之后,所获得的微观结构/纳米结构为具有期望的几何形状的多层微观结构/纳米结构,其中就不存在不期望的缝隙而言,至少所述第一层是紧凑的,所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于两个相邻纳米颗粒的尺寸,优选所述尺寸为大于或等于一个纳米颗粒的尺寸,在所述中性和可电极化的纳米颗粒和所述书写的表面电势之间的相互作用产生的介电泳力的作用下,所述纳米颗粒彼此结合和/或与所述基板结合。3.如权利要求1所述的制造胶体纳米颗粒的微观结构/纳米结构的方法,其中: 所述连接至驻极体基板的具有自由选择的和预定的几何形状的胶体纳米颗粒的组件为具有一定数量NI层的多层组件,其中就不存在不期望的缝隙而言,各个层均为紧凑的,所述不期望的缝隙的尺寸为大于两个相邻纳米颗粒的尺寸,优选大于一个纳米颗粒的尺寸,并且 所述表面电势的绝对值和所述可极化纳米颗粒的浓度分别为大于或等于第五表面电势阈值和第六浓度阈值,所述第五阈值和第六阈值各自依赖于所述分散介质的性质、所述可极化纳米颗粒的性质和所述层的数量,使得 在所述接触时间之后,所获得的微观结构/纳米结构为具有期望的几何形状的多层微观结构/纳米结构,其中就不存在不期望的缝隙而言,所有层都是紧凑的,所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于两个相邻纳米颗粒的尺寸,优选大于或等于一个纳米颗粒的尺寸,在所述可极化纳米颗粒和所述书写的表面电势之间的相互作用产生的介电泳力的作用下,所述纳米颗粒彼此结合和/或与所述基板结合。4.一种制造由两种类型的胶体纳米颗粒形成的二元微观结构/纳米结构的方法,所述二元微观结构/纳米结构包括: 第一类型的胶体纳米颗粒的第一单层组件,所述第一单层组件连接至驻极体基板并具有第一自由选择的和预定的几何形状,和 第二类型的胶体纳米颗粒的第二单层或多层组件,所述第二单层或多层组件连接至驻极体基板并具有第二自由选择的和预定的几何形状,其中就不存在不期望的缝隙而言,至少所述第一层为紧凑的,所述不期望的缝隙的尺寸为大于或等于所述第二类型的两个相邻纳米颗粒的尺寸,优选大于或等于一个纳米颗粒的尺寸, 特征在于,所述方法包括下列阶段: 在第一阶段(504)中,提供包括驻极体材料且具有自由接收表面的驻极体基板,然后在第二阶段(506)中,根据具有第一符号的电荷的预定图案和具有与所述第一符号相反的第二符号的电荷的预定图案,在所述驻极体基板的接收表面上相继或平行地书写表面电势,所述电荷的图案包括所述第一符号的电荷的第一子图案和所述第二符号的电荷的第二子图案,所述第一符号的电荷的第一子图案对应于所述第一类型的纳米颗粒的第一单层组件,并且所述第二符号的电荷的第二子图案对应于所述第二类型的纳米颗粒的第二单层或多层组件, 在第三阶段(508)中,使具有书写表面电势的接收表面的驻极体基板与第一胶体分散体接触第一接触时间, 所述第一胶体分散体包含根据第二符号带电的第一类型的纳米颗粒和液体溶剂或气体形式的第一分散介质,第一接触时间为足够长,以允许在所述驻极体基板中书写的电荷的第一子图案上形成第一类型的纳米颗粒的第一单层组件,所述第一单层组件具有期望的第一几何形状,在第一类型的纳米颗粒和电荷的第一子图案的表面电势之间的库仑相互作用产生的电泳力的作用下,所述第一类型的纳米颗粒与所述基板结合,然后 在第四阶段(510)中,干燥所述驻极体基板和所述第一组件,同时通过去除所述第一分散介质而形成第三阶段结尾处的中间微观结构/纳米结构,然后 在第五阶段(512)中,使干燥的中间结构与第二胶体分散体接触第二接触时间,所述第二胶体分散体包含第二类型的胶体纳米颗粒和液体溶剂或气体形式的第二分散介质,所述第二类型的胶体纳米颗粒为电中性或拟中性的并且在外电场的作用下是可电极化的,所述第二分散介质基本上没有电极化作用并且所述第二类型的胶体纳米颗粒分散于其中,并且 所述表面电势的绝对
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