Winzige Strukturen für die Sicherheit – Im Nano-Argovia-Projekt LASTRUPOL wird ein neuer Fabrikationsprozess für Sicherheitselemente entwickelt

 

Im Nano-Argovia-Projekt LASTRUPOL arbeiten Forschende der Hochschule für Technik der FHNW, des Paul Scherrer Instituts und der Firma Gemalto AG (Aarau) zusammen, um einen neuen Fabrikationsprozess für Sicherheitselemente auf Ausweisdokumenten zu entwickeln. Ziel des Projektes ist es, dreidimensionale optische Strukturen mit hoher Präzision und Oberflächengüte in einem möglichst wirtschaftlichen Prozess herzustellen.

Gelaserte Teststrukturen in Kunststoff weisen eine hohe Rauheit auf, die es zu glätten gilt. (Bild: M. Kristiansen, Hochschule für Technik, FHNW)

Erst strukturiert, dann geglättet
Das Team um Projektleiter Professor Dr. Per Magnus Kristiansen trägt zunächst mithilfe ultrakurzer Laserpulse ganz gezielt Material von einer Kunststoffoberfläche ab. Anschliessend wird die mit Strukturen im Mikrometerbereich versehene Oberfläche geglättet, um eine Oberflächenrauheit im zweistelligen Nanometerbereich zu erreichen, ohne dabei die feinen Strukturen zu beeinflussen. 

Die Wissenschaftler verwenden dazu eine kontaktlose im Nano-Argovia-Projekt SurfFlow untersuchte Methode. Dabei wird die Glasübergangstemperatur (Temperatur, bei der sich die Polymere vom festen Zustand in eine zähflüssige Schmelze umwandeln) an der Oberfläche reduziert. Wird die Probe nach dieser Vorbehandlung sanft erwärmt, erreichen nur die behandelten obersten Schichten ihre Glasübergangstemperatur und glätten sich, während die darunterliegende Struktur sowie tiefer liegende Schichten so gut wie unverändert bleiben. 

Im Projekt LASTRUPOL muss diese Methode auf neue Materialien und grössere Strukturen adaptiert werden. Dieses vermeintlich einfache Vorhaben stellt eine besonders grosse Herausforderung dar, die es zu meistern gilt.

Die Kombination der beiden Techniken soll dann zur Produktion von Vorlagen führen, die zur einfachen Vervielfältigung unterschiedlicher Sicherheitselemente dienen. Die Forschenden wenden diese Methode zunächst auf zwei unterschiedliche Arten von Sicherheitselementen an: Zum einen auf optische Elemente, die aufgrund unterschiedlicher Lichtbeugung an den Strukturen entstehen und zum anderen auf optische Elemente, die durch winzige linsen- und kugelförmige Kunststofflinsen erscheinen.

Neue Technologien wichtig 
«Wir sind ein führendes Unternehmen im Bereich digitaler und physischer  Identitätslösungen», erläutert Dr. Christian Sailer (Head of Physical Document Security R&D Switzerland) beim Industriepartner des Projekts Gemalto AG. «Es ist für uns elementar, in neue Technologien zur Herstellung von Sicherheitsprodukten zu investieren, um diese Führungsrolle beizubehalten. »

«Das Nano-Argovia-Projekte LASTRUPOL bietet eine hervorragende Möglichkeit, von dem Knowhow der Fachleute im Bereich der Kunststoffverarbeitung an der Hochschule für Technik und dem PSI zu profitieren.»

Dr. Christian Sailer, Gemalto AG (Aarau, AG)