Smarte Etiketten mit exzellentem Gedächtnis

Smarte Etiketten, basierend auf Strich-, Balken- oder Barcodes, sind aus dem heutigen Warenhandel nicht mehr wegzudenken. Diese ein- und zweidimensionalen Codes müssen überall fehlerfrei maschinell lesbar und möglichst fälschungssicher sein.

Ein Team von Wissenschaftlern der BAM konnte erstmals zeigen, dass smarte Etiketten aus Polymeren mit Formgedächtnis hergestellt werden können. In zahlreichen Messreihen untersuchten sie ihre Einsetzbarkeit in Abhängigkeit der Formgedächtnisfunktionalität und entwickelten thermo-mechanische Verfahren, mit denen die Codes temporär unlesbar gemacht werden können.

Die geforderte Qualität an die Lesbarkeit der Codes wird durch einen starken Farbkontrast erreicht. Daher entwickelten die BAM-Forscher ein neues Färbeverfahren, mit dem das Auslesen des QR Codes verbessert wird. QR bedeutet quick response (schnelle Antwort) und ist bekannt von Versandpapieren oder Fahrkarten als quadratische Matrix aus schwarzen und weißen Rechtecken.

In die zwei bis drei Millimeter dicke Polymer-Schicht mit Formgedächtnis wird mit einem Laser der Code eingraviert. Einen ausreichend hohen Farbkontrast zwischen den belassenen und herausgeschnittenen Bereichen konnten die Wissenschaftler der BAM nun herstellen, indem sie die Polymer-Oberfläche mit dem nachtblauen Farbstoff "Victoria Blue B" bis zu einer Tiefe von 100 Mikrometern einfärbten. Der QR Code ließ sich fehlerfrei mit einem optischen Lesegerät, wie beispielweise einem Smartphone, lesen.

Damit der QR Code nicht für jede Person frei zugänglich ist, werden die Polymere nach dem Einfärben und Gravieren verformt und in verschiedenen Formen vorübergehend stabilisiert, in denen der Code nicht mehr zu entschlüsseln ist. Soll der Code wieder lesbar gemacht werden, wird das Polymer über seine Schalttemperatur erwärmt, wodurch der Formgedächtniseffekt ausgelöst wird. Das Polymer "erinnert sich" an seine ursprünglich Form und nimmt diese wieder nahezu ein. Der Farbkontrast bleibt dabei unverändert hoch.

Auf diese Weise können Etiketten mit Formgedächtnis als Informationsspeicher zur Kennzeichnung und Identifizierung von Waren eingesetzt werden. Wird der Formgedächtniseffekt ausgelöst, gibt das Etikett Informationen preis: Zum Beispiel über den Hersteller oder die Echtheit des Produkts.

Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)