Команда инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) разработала энкодер изображения, реагирующий на влажность, который выглядит так, будто его позаимствовали из лаборатории Q в фильмах о Джеймсе Бонде. Чип размером с почтовую марку может хранить скрытое сообщение, которое проявляется только тогда, когда влажность воздуха снаружи превышает 60 процентов. Если вернуть влажность к прежнему уровню, изображение снова исчезает. На практике это значит, что человек, которому передали объект с таким чипом, может просто подышать на него, чтобы увидеть секретное сообщение.
Для шпионских задач это может быть любопытным инструментом, но исследователи также считают, что энкодер можно использовать для отображения защитного кода на кредитной карте или даже как визуальный индикатор климатических изменений в конкретной местности. Во всех этих случаях влажность фактически выступает в роли ключа. Результаты недавно опубликовали в журнале Light: Science & Applications.
«Можно представить, что это встроенная функция безопасности, где окружающая среда выступает ключом, открывающим разные фрагменты информации», — сказал в заявлении соавтор исследования и постдокторант UC San Diego по электротехнике и компьютерной инженерии Асад Науман.
В демонстрационном видео прозрачное синее изображение с трезубцем UCSD появляется и затем быстро начинает бледнеть по мере того, как вокруг повышается влажность. Уже через несколько секунд проявляется логотип библиотеки UCSD. Затем изображение снова возвращается к человеку с трезубцем, а потом еще раз переключается обратно на логотип библиотеки.
Скрытое сообщение на виду
Чип состоит из двух отдельных слоев гидрогеля. Нижний слой сделан из фазопереходного материала под названием сульфид сурьмы и по сути служит основой, на которую лазером можно наносить сообщения. Это могут быть как текст, так и полноценные изображения, как в примере выше. Верхний слой выполнен из более мягкого гидрогеля на основе карбоксиметилцеллюлозы с азидными группами. Он набухает во влажной среде и сжимается в сухой, поэтому скрытое сообщение становится видимым.
Первое, низковлажное изображение или сообщение видно при влажности 40 процентов и ниже. Когда уровень влажности приближается к 60 процентам, скрытое сообщение начинает проступать. Полностью оно становится видимым при влажности 80 процентов. Проявление изображения сопровождается и изменением цвета из-за небольших зазоров между двумя слоями гидрогеля. Когда верхний слой набухает и расширяется, увеличенное расстояние между слоями меняет отражение света, из-за чего цвет сдвигается от синего к красному.
Разумеется, для работы такой системы шпиону или другому пользователю придется действовать в месте с предсказуемым климатом. Дышать на сообщение в тропиках, где воздух и так насыщен влагой, скорее всего, не поможет. И все же в некоторых ситуациях это может оказаться удобнее, чем вручную писать длинные и сложные сообщения с капризными невидимыми чернилами.
Почему это может быть полезно
Эта разработка показывает, как обычная влажность может использоваться как простой и понятный способ скрывать и раскрывать информацию. Технология может пригодиться там, где нужен визуальный индикатор состояния среды или дополнительный уровень защиты данных. Для читателя это еще и пример того, как материалы и микроэлектроника могут работать без сложных интерфейсов и электроники в привычном смысле.
