Chips incorporados em cartões de crédito, marcas d’água impressas em casas da moeda nacionais e locais de alto perfil instalaram scanners de retina, tudo pelo mesmo motivo – para proteger as informações. À medida que os atacantes se tornam mais inteligentes, o mesmo acontece com a defesa.



Sheng Shen, professor de Engenharia Mecânica, juntamente com colaboradores da Penn State University, desenvolveram uma abordagem pixel por pixel para camuflagem visível com a esperança de ampliá-la para vigilância infravermelha aprimorada, segurança óptica e proteções anti-falsificação. A pesquisa foi publicada na revista Science Advances .

"Nossos colaboradores vieram até nós com brocossomos - uma estrutura 'mágica' que as cigarrinhas produzem para criar um efeito de capa para se esconder dos predadores", disse Shen. “Queríamos entender as limitações ópticas dos brocossomos para ver o que mais poderíamos fazer com eles”.

Os brocossomos são objetos 3D semelhantes a bolas de futebol com cavidades em nanoescala que absorvem luz internamente em vez de refleti-la nas estruturas externas. Na natureza, os biólogos suspeitam que isso permite que as cigarrinhas se misturem com o seu ambiente.

Para testar a funcionalidade, a equipe simulou duas versões diferentes da estrutura, uma com cavidades para absorção de luz e outra sem.

“Existe uma lei fundamental na física que diz que se uma estrutura for um bom absorvedor de energia, ela pode emitir uma quantidade igual de energia”, explicou Zhuo Li, Ph.D. candidato na Carnegie Mellon. "Rapidamente percebemos que se juntarmos as duas estruturas, uma emitiria mais energia do que a outra. Isso faria com que uma parecesse mais brilhante do que a outra para uma câmera infravermelha."

E assim começou o desenvolvimento do menor código QR do mundo.

Usando uma técnica avançada de impressão 3D, desenvolvida pelos colaboradores da Penn State, a equipe controlou se cada pixel era impresso como uma estrutura com furos ou sem permitir a fabricação de um código QR legível apenas por câmera infravermelha.

Medindo menos de 2% de polegada, o código só é visível sob um microscópio, mas ambas as equipes planejam explorar maneiras de escalá-lo também para uso comercial.

“Com esta tecnologia estamos distorcendo a assinatura térmica dos objetos”, disse Li. "Temos o poder de disfarçar como os objetos são exibidos em uma câmera infravermelha. Hipoteticamente, se colocássemos os pixels do brocossomo de acordo, poderíamos pintar um carro patrulha para parecer uma van de entrega para a segurança infravermelha."

A combinação única de camuflagem visível e display infravermelho da equipe cria novas oportunidades para criptografia de dados e segurança óptica.

“Este é apenas o começo de uma nova área de pesquisa que minha equipe pode explorar”, disse Sheng. "Pegamos a luz infravermelha e a transformamos de portadora de energia em portadora de informação."

Esta pesquisa foi conduzida em colaboração com pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia:Dr. Lin Wang e Professor Tak-Sing Wong.

Mais informações: Zhuo Li et al, Metaestruturas binárias inspiradas em brochossomas para controle de assinatura térmica pixel por pixel, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adl4027
Informações do diário: Avanços da ciência

Fornecido pela Engenharia Mecânica da Carnegie Mellon University