新加坡國立大學研究人員設計出一種利用魚鱗傳遞加密訊息的方法
科學家設計出了一種利用魚鱗傳遞加密訊息的方法。這項技術不僅能將海鮮業的廢棄物從垃圾掩埋場轉移出來,成本也低於特殊油墨等現有方案。這項技術是由Sow Chorng Haur 教授領導的新加坡國立大學研究人員開發的。該技術的潛在應用包括在產品包裝上製作真偽驗證標籤,這種標籤造假者很難讀取,更難以複製。
這個過程需要精確加熱廢棄的魚鱗,魚鱗由一種稱為羥基磷灰石的礦物質和交錯的膠原鏈組成。高溫會永久改變這兩種物質的分子結構,使它們在紫外線照射下發出明亮的青色螢光。
如果沒有經過熱處理,鱗片只會發出微弱的暗藍色螢光。重要的是,即使鱗片經過熱處理,在沒有紫外線照射的情況下,它們看起來也與周圍未經處理的鱗片無異。
研究團隊成員Sow Chorng Haur 教授(左)和Sharon Lim 博士新加坡國立大學
科學家在研究中主要使用了廣泛養殖的紅羅非魚的鱗片,儘管對其他魚類鱗片的實驗表明它們也同樣有效。經過反覆試驗,他們發現將魚鱗加熱到270 ºC(518 ºF)三分鐘效果最好。更高的溫度會產生更亮的螢光效果,但會導致鱗片燒焦,從而變得異常脆弱。
此技術可用於以兩種方式顯示字元(如字母、數字、符號等)。
首先,可以簡單地將多個經過熱處理的鱗片排列起來,使它們組合成一個特定角色的形狀。同樣,在這種情況下,它們會被偽裝在未經處理的鱗片背景中。
另外,還可以使用超精細雷射光束將圖案加熱到單一鱗片的某一部分,形成只能利用紫外光和顯微鏡成像的微觀特徵。這就像是給鱗片紋了一個小刺青。沒錯,這確實讓人想起了電影《銀翼殺手》中帶有序號印記的蟒蛇鱗片。
為了擴大鱗片的用途,對鱗片進行熱處理還能使其表面更加多孔,使其能夠選擇性地吸附污染水中的一種名為羅丹明B 的有毒工業染料。在實驗室測試中,經過處理的鱗片在短短10 分鐘的接觸時間內就從受污染的水樣本中去除了91% 的化學物質。這些鱗片可以透過超音波”清空”,然後重新用於水淨化系統,或用於檢測試劑盒,以顯示水樣本中是否含有這種染料。
從左到右:白光、紫外光和綠光下經過熱處理的魚鱗,包括一些吸附了污染物羅丹明B 的魚鱗新加坡國立大學
此外,當鱗片中含有吸附的羅丹明B時,它們在綠光照射下會發出橙色螢光。這種功能可與鱗片在紫外線下發出青色螢光的能力相結合,為其在包裝或類似應用中的使用增加一層額外的安全性。
「在全球範圍內,預計每年有720 萬到1200 萬噸的魚類廢棄物被丟棄。這使得魚鱗廢棄物成為一種豐富的再循環資源,」Sow教授說。”透過重新評估廢物流,可以發現以前可能被忽視的材料的迷人特性和多功能性。”
魚鱗的其他潛在用途還包括柔韌的”電子皮膚”、傷口敷料和骨折癒合材料。
有關這項研究的論文已發表在《自然通訊》雜誌上。