Химик Уточникова: люминофоры сложнее всего подделать на евро и франках
Люминофоры — вещества, используемые для защиты банкнот от фальсификации. Как их создать, можно ли залить в обычный принтер и подделать купюры — на эти и другие вопросы «Газете.Ru» ответила доктор химических наук, профессор кафедры наноматериалов, ведущий научный сотрудник кафедры неорганической химии химического факультета ФНМ МГУ имени М.В. Ломоносова Валентина Уточникова.
— Какие методы защиты банкнот существуют?
— Их достаточно много, это и полиграфические, и физико-химические, и технологические способы. И на каждой банкноте любой валюты эти способы будут сочетаться, чтобы было максимально сложно подделать даже купюры самого мелкого номинала.
— Приведите, пожалуйста, примеры этих способов.
— Все банкноты печатаются на специальной хлопковой бумаге. Методы печати разных элементов отличаются, да и сама печать не похожа на обычную. Нанести мельчайший текст с высоким разрешением на обычном принтере в принципе нельзя.
Среди методов защиты купюр существуют водяные знаки, защитные нити, микроперфорация, микроузоры, изображения, состоящие из более мелких изображений, микротекст, защитные волокна, скрытые изображения, магнитные линии, рельефная печать и многие другие.
— Какие валюты проще подделать? Есть ли какая-то разница в степени защиты у рубля, евро и доллара?
— Евро и франки имеют самые сложные системы защиты, поэтому подделать их труднее всего. После них уже идут доллары, и затем рубли. Наша валюта находится где-то в середине списка. Юани менее распространены, так что и подделывают их реже.
— А если мы берем номинал купюр?
— Легче подделать банкноты меньшего номинала, потому что для них используется меньше степеней защиты, чем для более дорогих банкнот. В России 50- и 100-рублевые банкноты подделывают чаще, чем более дорогие, потому что их реже проверяют.
— Вы изучаете люминофоры в контексте защиты купюр. Что это такое?
— Люминофоры — природные или искусственные соединения, которые могут люминесцировать, то есть способны преобразовывать поглощаемую ими энергию в световое излучение.
Если говорить проще: вот вы извлекаете энергию из фонарика, вещество его запасает, переходит в возбужденное состояние. Это акт запасания энергии, которую вещество потом вернет обратно. Но сделать это можно по-разному: одни вещества нагреваются, другие запускают химическую реакцию, а люминофоры — это те, которые светятся.
— Они светятся разными цветами?
— Да.
— Почему?
— Вот эта энергия возбужденного состояния, о котором мы говорили, у каждого вещества своя. Если вы освещаете вещество ультрафиолетовым фонариком, оно может запрыгнуть на определенный уровень энергии, который ему соответствует. И цвет свечения зависит как раз от этого.
Можно провести аналогию с лифтом в многоэтажке. Представьте, что вы живете на пятом этаже, а сосед — на третьем. Это ваше возбужденное состояние, а основное состояние — первый этаж. Фонарь — это лифт, он едет на седьмой этаж, а дальше вы спускаетесь на свой этаж по перилам. А когда вы спускаетесь с пятого этажа — или с третьего, как ваш сосед, — то испускаете свет. Чем выше этаж — тем больше энергия. Так что вы засветились, допустим, зеленым, а сосед — красным.
Люминофоры могут светиться разными цветами, но не все используются для защиты купюр. Например, синий люминофор не используется для защитных меток, потому что применяется для отбеливания бумаги. Бумага становится белой благодаря синему люминофору, который компенсирует поглощение синего цвета бумагой. В результате бумага выглядит белой.
— Какие люминофоры используются для защиты купюр?
— В купюрах используются те, которые излучают свет как в видимом диапазоне, так и за его пределами. Обычно на купюрах можно увидеть цвета от красного до зеленого. Чаще всего используется зеленый цвет, так как он лучше всего воспринимается человеческим глазом.
— Они натуральные или искусственные?
— Искусственные. Люминофоры, которые мы наносим, должны быть бесцветными, а большинство природных люминофоров окрашены, потому что если соединение может излучать фотоны в видимой области, оно также может и поглощать фотоны в видимой области. А то, что поглощает видимый свет, обычно окрашено.
Задача, которая состоит в создании соединений, которые светятся в видимой области и поглощают только в ультрафиолете, является нетривиальной. Тем не менее химики уже давно научились создавать такие люминофоры.
Второе: люминофоры должны не только светиться, но и быть стабильными — как при производстве банкнот, так и при их использовании. Например, при намокании купюры должны оставаться целыми, а многие природные люминофоры растворимы, они могут просто смыться с банкноты.
Третье: использование природных или общедоступных люминофоров не подходит для создания меток на купюрах. Вся идея таких меток заключается в том, что человек не может их просто взять или сделать такие же. Люминофоры должны быть уникальными, которые нельзя найти, легко получить или купить.
– Как создаются люминофоры?
— Зависит от состава люминофора. Среди них есть неорганические соединения, есть координационные соединения с органическими лигандами — методы их синтеза различны. Например, получение люминофора для зеленых звездочек на евро будет включать высокотемпературный отжиг при температуре около 1000 градусов, еще и в присутствии водорода — проводить такое неспециалисту опасно для жизни.
— Как люминофоры наносятся на купюры?
— Вариантов много. Часть люминофоров вводятся прямо в целлюлозную массу, из которой потом изготавливается бумага для купюр. Также изображения печатают и поверх — различными методами с использованием многокомпонентных красок. Я вам точный рецепт краски не смогу дать, но для разных люминофоров будет разная рецептура.
— Хорошо, а если представить, что у меня появился нужный для подделывания евро люминофор. Могу ли я залить его в обычный принтер?
— Чтобы люминофор напечатать, нужно провести специальную подготовку. Например, можно создать чернила на водной основе из соединений, которые не растворяются в воде. Однако для этого нужно выполнить дополнительные операции: получить частицы люминофора нужного — и одинакового — размера, добавить специальные диспергаторы и стабилизаторы, чтобы предотвратить слипание частиц, и затем получить стабилизированную суспензию нужной вязкости. Важно, чтобы раствор был пригоден для использования в принтере.
Еще один важный момент — это разрешение. Если использовать обычный принтер, то вы не сможете напечатать такой же микротекст в высоком разрешении, как на купюрах.
— Чем отличается защита люминофорами долларов и евро от рублей?
— Мы не знаем состав всех люминофоров, которые предназначены для защиты денег. Если бы эта информация была общедоступной, то степень защиты денег значительно бы упала.
Но состав люминофоров, используемых для окраски звездочек на евро, был опубликован в учебнике по неорганической химии. Так, для защиты от подделки банкнот евро используется люминесценция европия в разных степенях окисления — 3+ (красная люминесценция) и 2+ (зеленая). И те, и другие — бесцветные, так как поглощают только ультрафиолет, не достигая видимой области спектра.
Соединения европия в степени 3+ светятся одинаково красным цветом вне зависимости от используемых в их составе органических молекул. Соединения европия в степени 2+ могут светиться разными цветами в составе разных соединений — в том числе зеленым, как в евро.
– Из этого вытекает второй вопрос: если люминофоры, используемые в евро, описаны в учебниках, можем ли мы сказать, что их легче подделать?
– Красная защита, используемая в евро, кажется довольно ненадежной, хотя получить такое соединение, даже зная его состав, за пределами химической лаборатории непросто. Зеленая же защита, основанная на соединении в степени 2+, более надежна. И в нужный оттенок зеленого цвета попасть непросто, да и синтез этого соединения очень непрост.
Но задача по созданию люминофоров не такая уж простая, даже если у вас есть рецепт создания этого соединения европия. А в купюре используется далеко не один люминофор.
— А если у нас есть купюра и мы увидели, что на ней разные люминофоры, можем ли мы как-то узнать, из чего они сделаны? И таким образом восстановить рецептуру для подделки?
— Нет. Главное достоинство люминесцентной защиты в том, что задача в обратную сторону не решается. Поэтому, когда подделывают деньги, мошенники пытаются заменить сложные соединения на более простые, например, люминесцентные чернила, которые светятся примерно тем же светом. Но это не даст нужного результата.
Если мы возьмем простой ультрафиолетовый фонарик, то разницы, может быть, и не заметим. Но если говорить о специальных машинах для проверки купюр, то они могут определять не просто примерный цвет, а спектр. Соединения одного цвета могут иметь разный спектр, и попасть в него становится еще сложнее, чем просто в цвет.
Мошенники не могут наугад создать точно такой же люминофор, как тот, что используется в купюрах. Они обычно пытаются имитировать то, что уже существует. И опять же: часто берутся за подделывание мелких купюр, никто в аптеке или магазине не будет проверять на подлинность 100 или 500 рублей.
— Создаются ли новые люминофоры для защиты денег?
— Конечно, но уведомлять об этом никто не будет. Периодически появляются банкноты нового образца. Они защищены по-другому.
Из того, что нам известно — это, например, люминофоры, которые способны люминесцировать не под ультрафиолетовым (УФ), а под инфракрасным (ИК) светом. Это ап-конверсионные люминофоры. Развитие области — это создание люминофоров с дополнительной степенью защиты. В открытой печати описаны люминофоры, на которые вы можете посветить разными длинами волн и увидеть разную люминесценцию. Например, смесь обычного и ап-конверсионного люминофора будет под ультрафиолетом светиться одним цветом, а под инфракрасным облучением — другим. Или можно сделать так, чтобы люминофор под ультрафиолетом светился красным, а потом, когда вы выключаете фонарик, несколько секунд бледно подсвечивался, например, зеленым.
— Каково будущее в защите бумажных денег? Или у бумажных денег нет будущего?
— Есть ли будущее вообще у бумажных денег — я не могу ответить уверенно, но на какое-то время бумажные деньги, конечно, останутся. Однако как долго продлится их использование — неизвестно. Если бумажные деньги останутся, то и будущее у их защиты, безусловно, есть.
Но в конце концов, если не будет купюр, то останутся документы. Потому что принципиальной разницы между маркировкой паспортов и долларов с точки зрения использования люминофоров нет. Если паспорт заменит пластиковая ID-карта, то и на нее можно будет нанести люминофор при необходимости.
А будущее люминесцентной защиты заключается как раз вот в этом элементе сюрприза, когда люминофор ведет себя по-разному в разных условиях.
Что думаешь? Комментарии
