Les chercheurs ont développé des fonctionnalités de sécurité optique avancées qui utilisent un système de métamatériau en deux parties pour créer un phénomène optique difficile à reproduire. Les métamatériaux sont conçus pour avoir une propriété que l'on ne trouve pas dans les matériaux naturels. Les nouvelles fonctionnalités de sécurité pourraient offrir une meilleure protection contre la falsification des produits ou des billets de grande valeur et améliorer le cryptage des informations telles que les codes PIN qui sont physiquement envoyés aux destinataires.

Les fonctions de sécurité optique sont souvent utilisées aujourd'hui pour vérifier l'authenticité de la monnaie, les cartes d'identité et les produits de valeur tels que l'électronique. Ces caractéristiques incluent des hologrammes qui changent de couleur sous différents angles de vue ou des motifs qui n'apparaissent que sous la lumière ultraviolette. Les fonctionnalités de sécurité avec de nombreuses fonctionnalités difficiles à reproduire sont les plus sécurisées car elles sont difficiles à reproduire.

« Une fonction de sécurité optique idéale doit être difficile à copier par des personnes sans licence, facile à produire en masse, et être interrogé commodément, ", a déclaré le chef de l'équipe de recherche Gokhan Bakan de l'Université de Manchester au Royaume-Uni. "Notre approche répond à toutes ces exigences et pourrait offrir des transactions de marchandises et d'informations plus sécurisées pour tout le monde."

Dans la revue The Optical Society (OSA) Lettres d'optique , les chercheurs décrivent un système dans lequel deux pièces optiques minces doivent être placées ensemble pour former un métamatériau qui révèle un message caché ou un code QR lisible à l'œil nu. Le re-chiffrement s'effectue en décollant la partie supérieure, qui ne contient aucune information, de la partie inférieure qui encode un message.

Pour protéger les informations sensibles telles qu'un code PIN de carte de crédit, un client pourrait obtenir la partie supérieure de la fonction de sécurité (la clé) de la banque au moment de la demande. Lorsque le code PIN crypté arrive par courrier, le client utilise la clé pour révéler le code PIN. Si l'impression avec le code PIN crypté est volée, il serait impossible de le déchiffrer sans la clé.

Révéler le message secret

Les nouveaux éléments de sécurité en deux parties ont une partie inférieure formée par revêtement d'un matériau isolant mince, ou diélectrique, sur un film d'argent d'environ 120 nanomètres d'épaisseur. Cette partie inférieure est essentiellement un miroir en ce sens qu'elle reflète la majeure partie de la lumière entrante. Parce que ses propriétés optiques sont définies par le film d'argent et non affectées par l'épaisseur de la couche diélectrique, un message peut être caché sur le diélectrique en ajoutant simplement plus de diélectrique dans la forme du message.

La partie supérieure du dispositif de sécurité est un substrat élastique transparent recouvert d'une couche métallique d'environ 10 nanomètres d'épaisseur. Cette partie, qui agit comme une clé, ne contient aucune information et semble semi-transparent. Lorsque les deux parties sont réunies, avec le métal mince sur la partie supérieure face à la partie inférieure, il forme une cavité optique dont les propriétés, comme la couleur de la surface, dépendent fortement de l'épaisseur du diélectrique. Ainsi, comme les deux pièces sont placées ensemble, un contraste de couleur frappant apparaît et révèle le message caché, qui est lisible à l'œil nu. L'approche peut être utilisée pour créer des clés spécifiques à chaque message ou pour créer une clé principale qui fonctionnerait pour n'importe quel message.

"Lorsque les deux parties du dispositif de sécurité sont collées ensemble, il crée un phénomène optique connu sous le nom d'effet de cavité optique amélioré par la plasmonique, " a déclaré Bakan. " Bien que cet effet soit couramment utilisé pour une variété d'applications telles que les filtres optiques, nous avons séparé la cavité optique en deux de manière unique, permettant aux informations d'être cachées dans une partie d'une manière qui ne peut être révélée qu'avec la bonne clé."

Sécurité flexible

Les chercheurs ont démontré leur nouvelle approche en encodant des codes QR sur des substrats rigides ainsi que sur des substrats flexibles pouvant être utilisés sur presque toutes les surfaces, y compris les billets de banque. Les codes QR étaient invisibles à l'œil nu jusqu'à ce qu'un patch adhésif constitué du substrat élastique transparent soit appliqué. Ils ont également utilisé l'approche pour coder divers modèles et mots.

Bien que les chercheurs aient démontré une application spécifique à la sécurité optique, l'approche pourrait également être utilisée pour la détection optique pour des applications chimiques ou biologiques. Par exemple, si certaines protéines attachées à un film mince, le métamatériau modulaire pourrait produire une lecture visible à l'œil nu ou lisible par une caméra.

Les chercheurs prévoient de développer davantage la nouvelle fonction de sécurité optique en l'utilisant avec d'autres phénomènes optiques. Ils souhaitent également communiquer la technologie avec les développeurs d'étiquettes de sécurité et les banques afin que la technologie puisse être testée et développée pour des applications réelles.

"Nos recherches montrent que la conversion de fonctionnalités optiques statiques en fonctionnalités modulaires peut ouvrir de toutes nouvelles applications, ", a déclaré Bakan. "Cela offre une nouvelle perspective que les scientifiques pourraient utiliser pour étendre d'autres méthodes optiques établies."