Süßer Code per Laserdruck

Beitrag von Dr. Felix Löffler, Biomolekulare Systeme Max-Plank-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG), Potsdam

Eine neue Methode könnte die Produktfälschung zukünftig deutlich erschweren. Mittels Laserübertrag und gleichzeitigem „Karamellisieren“ ist es möglich, einzigartige, nicht kopierbare Fluoreszenzmuster schnell, umweltfreundlich und preiswert zu erzeugen.

Durch Fälschungen von Elektronik, Zertifikaten oder Medikamenten entstehen jährlich weltweit wirtschaftliche Verluste in Milliardenhöhe. Schätzungen des EU-Statusberichts über Rechtsverletzungen (EQUIPO, 2019) zufolge betragen die Umsatzeinbußen der europäischen Pharmaindustrie, die jährlich durch gefälschte Medikamente entstehen, rund 9,6 Milliarden Euro [1]. Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) liegt der Fälschungsanteil von Arzneimitteln, die über nicht autorisierte Online-Versandhändler bezogen werden, bei 50 Prozent [2]. Um dagegen anzugehen, werden Medikamentenverpackungen seit 2019 EU-weit mit Sicherheitsmerkmalen versehen [3]. Aktuell verwendete Materialien zur Fälschungssicherheitserkennung, die zum Beispiel in fluoreszierenden Hologrammen zur Anwendung kommen, enthalten in der Regel toxische, anorganische Bestandteile. Hinzu kommt, dass die meisten dieser Techniken binnen 18 Monaten kopiert werden können, nachdem die fluoreszierende Verbindung entschlüsselt wurde.

Ein Team am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) möchte dagegen vorgehen und hat in einer Veröffentlichung im Fachjournal Nature Nanotechnology einen ganz neuen Ansatz für nicht kopierbare Nanomuster vorgestellt [4]: Zunächst wird ein dünner Zuckerfilm, bestehend aus einfachen Monosacchariden, mit einem Laser beschossen (Abb. 1). Bei dieser Blitzsynthese „karamellisiert“ der Zucker in Millisekunden und gleichzeitig druckt der Laser auf eine gewünschte Oberfläche „Karamellmuster“. Obwohl zwei erzeugte Muster makroskopisch gleich erscheinen können, sind die dabei entstehenden Mikro- und Nanostrukturen komplett zufällig. Ähnlich wie beim Eintrocknen eines Kaffeetropfens kann man die entstehenden mikroskopischen Muster nicht vorhersagen, was diese nicht kopierbar und somit fälschungssicher macht. Die Mikro- und Nanostrukturen lassen sich in beliebigen makroskopischen Mustern drucken, wie zum Beispiel künstliche Fingerabdrücke (Abb. 2a).

Je nach gewählten Laserparametern und Zusatzstoffen fluoreszieren die Muster unter dem Scanner in einmaligen Farbabstufungen von Rot, Grün oder Blau. Jedes Zuckermuster besitzt dabei eine einzigartige mikroskopische Verteilung dieser Farben (Abb. 2b). Zusätzlich ist auch die Topographie im Nanometerbereich einzigartig (Abb. 2c).