Chaque flacon de médicament en vente libre arbore un sceau protecteur, généralement une pellicule plastique ou une couche de mousse, ou les deux. Ces sceaux présentent des signes de tentatives de falsification. Dans un souci parallèle, l'Agence internationale de l'énergie atomique s'appuie sur des dispositifs indicateurs de fraude pour s'assurer qu'elle sait si des conteneurs de matières nucléaires ont été ouverts ou falsifiés.
Cependant, tout comme un flacon de médicament peut être ouvert et les sceaux d'inviolabilité soigneusement remis en place par un mauvais acteur, l'AIEA craint que ses dispositifs ne soient contournés et réparés ou contrefaits. Une solution possible ? Les ingénieurs des laboratoires nationaux Sandia ont développé un prototype révolutionnaire utilisant des matériaux « meurtris ». Leur innovation ne détecte pas seulement la falsification; le nouvel appareil affiche les preuves avec audace, comme des cicatrices de bataille.
"Notre première idée était de créer un matériau" saignant "où il était extrêmement évident qu'il avait été altéré", a déclaré Heidi Smartt, ingénieur électricien chez Sandia et chef de projet. "Ensuite, nous avons fabriqué un nouvel appareil utilisant ces matériaux dont les dégâts sont évidents pour les gens. Personne n'a jamais mis en œuvre ce genre de concept pour les garanties nucléaires internationales auparavant."
En utilisant des perles d'eau colorées disponibles dans le commerce, une réaction chimique changeant de couleur et des boîtiers imprimés en 3D, l'équipe a fabriqué des dispositifs en forme de rondelle qui deviennent brun foncé lorsqu'ils sont endommagés ou que la boucle métallique qui les traverse est retirée.
La partie importante de la solution changeant de couleur est un produit chimique appelé L-DOPA, que le corps utilise pour fabriquer plusieurs neurotransmetteurs vitaux. Ce produit chimique peut réagir avec l'oxygène pour produire de la mélanine, le produit chimique brun qui donne sa couleur à la peau, aux cheveux et aux yeux humains.
L'équipe de recherche a exploré plusieurs autres solutions de changement de couleur avant de déterminer que la réaction produisant de la mélanine, un peu comme la réaction provoquée par le bronzage, était la plus pratique, a déclaré Cody Corbin, chimiste des matériaux chez Sandia. "Depuis, cela fonctionne à merveille."
Si quelqu'un perce un petit trou dans l'appareil ou tente de retirer les fils intégrés, de l'oxygène s'infiltre. Une fois à l'intérieur, l'oxygène réagit avec la solution changeant de couleur à proximité du dommage, le rendant brun. Au fil du temps, plus d'oxygène pénètre et le « bleu » s'agrandit.
Les prototypes de Sandia ont à peu près la taille d'une pile de sept pièces d'un demi-dollar américain, de la même taille que les sceaux métalliques que l'agence utilise depuis les années 1960. L'AIEA s'appuie sur des dispositifs indicateurs de fraude placés autour des ouvertures des armoires contenant des équipements de surveillance vitaux. Les dispositifs se placent également sur les ouvertures des conteneurs de combustible nucléaire usé pour rendre évident un éventuel détournement.
Cependant, les inspecteurs de l'AIEA doivent examiner attentivement ces dispositifs et leurs boucles de câbles, en recherchant et en palpant les marques étranges, les différences de couleur et autres preuves de falsification. Cette inspection prend du temps et est sujette à l’erreur humaine. Le but du prototype Sandia est de réduire le temps et la subjectivité de ces inspections.
Pour remplir les prototypes d'appareils, l'équipe de Corbin ajoute un peu d'eau à un mélange de perles d'eau claires et colorées jusqu'à ce qu'elles soient molles, a-t-il expliqué. Ensuite, ils mélangent les perles jusqu'à ce qu'elles soient de petits morceaux mais pas une poudre fine. Une fois secs, ils transfèrent les morceaux dans un équipement de laboratoire appelé boîte à gants.
La boîte à gants contient plusieurs paires de gants en caoutchouc épais qui permettent aux chercheurs de réaliser des expériences dans un environnement sans oxygène. Une fois à l’intérieur de la boîte à gants, les billes sont trempées dans la solution changeant de couleur, puis un chercheur verse le mélange dans des boîtiers imprimés en 3D et les scelle. Une fois scellés, les étuis peuvent être retirés.
"L'autre aspect de l'indication de falsification est de s'assurer que vous disposez d'une identification unique pour garantir que les appareils ne sont pas faciles à contrefaire et à remplacer", a déclaré Corbin. "Les couleurs des perles offrent cet aspect anti-contrefaçon. Si quelqu'un voulait reproduire une rondelle, il devrait placer chaque tache rouge, bleue et verte au même endroit."
L'équipe teste actuellement des dizaines de rondelles dans de nombreuses conditions différentes qui imitent divers environnements dans lesquels elles pourraient être utilisées, a déclaré Smartt. Cela inclut de les tester à des températures allant de -22°F à 150°F et sous une lumière UV intense pour vieillir les matériaux plus rapidement, jusqu'à l'équivalent de trois ans.
L'année dernière, l'équipe a déposé un brevet sur le matériau à changement de couleur et a récemment déposé une prolongation de brevet sur le dispositif indicateur d'effraction lui-même. L’équipe pourrait également rechercher un financement fédéral supplémentaire pour tester les appareils sur le terrain et rechercher des partenaires commerciaux pour obtenir une licence et commercialiser la technologie. L'équipe a également fabriqué des boîtiers entiers d'inviolabilité à partir du matériau à couleur changeante dans le cadre d'un autre projet en cours.
"Depuis le début de notre travail sur ces matériaux, nous avons considéré que cela était très utile pour toute industrie préoccupée par la falsification de leurs emballages", a déclaré Smartt. "Je pense que nous pouvons vraiment ajouter de la valeur à cet aspect visuellement évident de nos appareils ; c'est une chose totalement nouvelle. Il existe également de nombreuses autres utilisations possibles pour ces joints à boucle."
Fourni par Sandia National Laboratories
