Существующие способы защиты, например, цифровые шифры, серийные номера, штрихкоды или голограммы не могут гарантировать подлинность физических объектов. Любой, кто знает технологию изготовления, может их скопировать.
Для решения этой задачи и был создан особый гидрогель. Материал изготавливается методом региональной сборки с перекрестным связыванием (RAC) из двух полимеров: полипиррола (PPy), проводящего электричество, и полистиролсульфоната (PSS), который переносит ионы и обеспечивает гибкость. При формировании гидрогеля смесь подвергается воздействию электрического поля, что приводит к разделению полимеров на микроскопические области и созданию сложной трехмерной сети соединений.
Когда исследователи пропускают электрические импульсы через гидрогель, их движение по сети определяется уникальной микроскопической структурой материала. Даже при повторении одного и того же набора импульсов 1000 раз гидрогель выдаёт идентичные ответы. При этом напряжение достигает 90% пикового значения всего за 13 миллисекунд и падает до 10% за 49 миллисекунд, что демонстрирует быструю и надёжную передачу заряда.
Устройство способно генерировать более 10¹⁹ пар «вызов-ответ», что в сотни миллионов раз превышает требования стандартов для физических криптографических элементов.
Для сетки электрических импульсов 8×8 число возможных входных комбинаций составляет 2⁶⁴, или около 10 квинтиллионов. Даже самые современные алгоритмы машинного обучения, включая трансформеры, не смогли предсказать отклики гидрогеля на основе тысяч образцов.
Материалы для гидрогеля недорогие, а производство требует только базового контроля напряжения и лазерной гравировки. Технология может применяться не только для микрочипов и медицинских имплантатов, но и для гибкой электроники, носимых сенсоров и умной упаковки.
Разработка пока на ранней стадии. Экстремальные условия эксплуатации и длительное использование могут повлиять на работу гидрогеля. В ближайших планах исследователей — встроить материал прямо в продукты, повысить стабильность и масштабировать производство.
