Clusteri magnetici acoperiți cu SiO2 pentru aplicații în domeniul hârtiei securizate magnetic
Autor: Izabell Crăciunescu, Rodica Turcu
Cuvinte cheie: nanoparticule magnetice, clusteri magnetici, miniemulsionare, hârtie securizată magnetic
Aplicații
Hârtia utilizată la documentele oficiale, cum ar fi bancnotele, documentele bancare, actele de identitate sau de studii, se încadrează în categoria hârtiei securizate. Pentru a elimina posibilitatea falsificării, acest tip de hîrtie trebuie să conţină elemente de securitate cât mai complexe.
Pe plan național și internațional se folosesc procedee de securizare care conțin fire, hârtie reactivă chimic, microfire feromagnetice, fibre vizibile sau fluorescente, pigmenți și altele.
Aspecte inovative
Pentru aplicații specifice în domeniul securizării, hârtia securizată magnetic obţinută prin înglobarea în celuloză a unor particule de tip clusteri magnetici acoperiți cu SiO2 având proprietăți superparamagnetice reprezintă o alternativă îmbunătățită la sistemele de securizare actuale.
Noi am optimizat o metodă de obţinere a unui material de tip clusteri magnetici acoperiți cu SiO2 în scopul obținerii unui control riguros al structurii, morfologiei și proprietăților fizico-chimice ale acestor nanomateriale pentru aplicația specifică de hârtie securizată. Prin înglobarea în celuloză a clusterilor magnetici acoperiți cu straturi de SiO2 cu grosime controlată a fost obţinută o îmbunătăţire majoră a culorii hârtiei magnetice de la brun-roşcat la bej deschis. A fost posibilă corelarea culorii finale a hârtiei magnetice securizate cu grosimea stratului de SiO2 şi concentraţia de clusteri magnetici utilizaţi.
Tehnologia
Sisteme asamblate de nanoparticule magnetice de tip clusteri magnetici cu formă și dimensiune controlată (100-300 nm) au fost preparați într-o primă etapă prin metoda miniemulsionării. Ulterior clusterii magnetici au fost acoperiți cu straturi de SiO2 a căror grosime este riguros controlată din parametrii de sinteză. Pentru prepararea stratului de SiO2 se utilizează metoda clasică sol–gel Stober, utilizând ca precursor tetraetoxi ortosilicat.
Procedura de sinteză asigură o reproductibilitate foarte bună a clusterilor magnetici acoperiți cu SiO2, permite un control foarte riguros al proprietăților fizico-chimice, precum şi extinderea la scară largă.
Avantaje
- Clusterii magnetici acoperiți cu SiO2 au proprietăți superparamagnetice și valori ale magnetizării de saturație în domeniul 25-60 emu/g în funcție de grosimea stratului de SiO2
- Proprietățile clusterilor magnetici acoperiți cu SiO2 sunt riguros controlate din parametrii de sinteză
- Clusterii magnetici acoperiți cu SiO2 se pot obține reproductibil la scară largă
- Hârtia securizată magnetic prin înglobarea clusterilor magnetici acoperiți cu SiO2 prezintă elemente de securitate superioare celei tradiţionale