PUF Sistemleri Için Floresan Sönümlenme Esaslı Kodlama


Önses M. (Yürütücü)

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Projenin Yürütüldüğü Birim: Mühendislik Fakültesi
  • Başlangıç Tarihi: Nisan 2023
  • Bitiş Tarihi: Nisan 2025

Özet

Bu proje, floresan sönümlenmesini yeni bir kodlama yaklaşımı olarak kullanarak Kimlik doğrulama ve sahtecilik karşıtı uygulamaları için yeni bir çözüm aramaktadır. Hipotezimiz, floresan ışıma şiddetinin kontrol edilebilir şekilde sönümlenmesi ile yüzeylerde bilgi depolanmasıdır. İki farklı nanomalzeme, grafen ve gümüş nanopartikülleri, sönümleyici olarak çalışılacaktır. Grafen katmanlarının sayısı, gümüş nanopartiküllerinin boyutu ve florofor kalınlığı değiştirilerek sönümleme tabanlı kodlar geliştirilecektir. Farklı yükseklikteki floroforlar, yüksek çözünürlüklü elektrohidrodinamik jet yazım tekniğinin kullanılmasıyla barkod geometrilerinde sönümleyicilerin üzerinde desenlenecektir.

Kodlanmış yüzeylerin üretimi için ilginç bir yaklaşım, rastgele çıktılara imkan veren stokastik süreçlerden yararlanmaktır. İnsan parmak izlerine benzer şekilde, fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyonlar (PUF’lar) benzersizdirler ve doğaları gereği klonlanamazlar. Önerilen projede, floresan sönümleme esaslı PUF’ların geliştirilmesi için iki farklı ıslanmazlık mekanizmasından yararlanılacaktır. Grafen ve gümüş nanopartiküllerin rastgele lokalizasyonu, stokastik olarak belirlenmiş konumlarda floresans şiddetini sönümleyecektir. Sönümleme etkilerine ek olarak yapıda bulunan gümüş nanopartikülleri plazmonik özellikler gösterecek, dolayısıyla çok katmanlı koruma sağlayacaktır. Plazmonik gümüş yapıları floresan mikroskopisi ile görüntülendiğinde karanlık, lokalize yüzey plazmon rezonans görüntüleme ve yüzeyde güçlendirilmiş Raman saçılım haritalamasında ise rastgele konumlarda yer alan parlak noktalar olarak görüneceklerdir. Ayrıca büyütmeden ve döndürmeden etkilenmeden çalışabilecek farklı görüntü analiz algoritmaları da ilk defa üretilen PUFların kimlik doğrulaması sürecine adapte edilecektir.

Projenin Kore ve Türk tarafında sırasıyla, Prof. Ye ve Prof. Önses yürütücü olarak görev alacaktır. Türk tarafında üç araştırmacı elektrohidrodinamik jet baskısı, SERS çalışmaları ve yapay zekâ tabanlı kimlik doğrulama süreçleri üzerine çalışacaktır. Proje ortakları arasında çoklu numune alışverişi olacaktır. Ortaklar arasındaki koordinasyon, e-posta iletişimleri ve aylık çevrimiçi toplantılarla sağlanacaktır.

Bu proje için uluslararası iş birliği hayati öneme sahiptir. Koreli ve Türk ortaklar, projenin başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilmesi adına kritik öneme sahip olan tamamlayıcı yeteneklere sahiptirler. Kore tarafı, grafen filmlerin sentezi ve lokalize yüzey plazmon rezonansı tabanlı kimlik doğrulamada deneysel yeteneklerle birlikte katı hal ıslanmazlık mekanizmaları, malzemeleri ve uygulamaları konularında uzmanlığa sahiptir. Türk ekibi, PUF'ların imalatı ve karakterizasyonuna odaklanmıştır. Ayrıca florofor yüksekliğinin bir fonksiyonu olarak sönümleme süreçlerinde etkisinin incelenmesi ve çoklu güvenlik katmanına sahip barkodların imal edilmesi adına Türk tarafının sahip olduğu yüksek çözünürlüklü elektrohidrodinamik jet baskılama tekniği konusundaki kabiliyeti özel bir önem arz etmektedir. Her iki yürütücünün de uluslararası saygın kurumlarda güçlü araştırma deneyimleri ve nitelikli yayınları bulunmaktadır.

Proje, ilk kez, taklit edilemez yüzeylerin üretiminde bir kodlama yaklaşımı olarak floresan sönümleme etkisini araştıracaktır. Bu yenilik, projeye güçlü ve geniş bir etki potansiyeli sağlamaktadır. Farklı ıslanmazlık mekanizmalarının ve farklı özellikteki malzemelerin kullanılacak olması, prestijli dergilerde yayımlanabilecek birden fazla yayına imkan verecektir. Fikri mülkiyetin korunması ve ticarileşmeye yönelik olarak patent başvurusu yapılması planlanmaktadır. Bu proje, iki taraf arasında devam edebilecek uzun süreli bir iş birliği için uygun bir platform sağlayacak ve başka projelerin temellerini oluşturacaktır. Çok sayıda lisansüstü öğrenci, uluslararası düzeydeki bu araştırma deneyiminden yararlanacaktır.