Công nghệ vật lý cung cấp cho chúng ta cái nhìn thoáng qua hiếm hoi về lịch sử tiền tệ ban đầu của Hoa Kỳ. Benjamin Franklin thường được ghi nhận là người đã phát minh ra kính hai tròng và cột thu lôi. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu của Notre Dame tin rằng ông cũng nên được biết đến với những cách kiếm tiền sáng tạo. Theo một nghiên cứu gần đây được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, Franklin đã in gần 2.500.000 tờ tiền cho các thuộc địa của Mỹ trong suốt sự nghiệp của mình bằng cách sử dụng một kỹ thuật mà các nhà nghiên cứu cho là có tính nguyên bản cao.

Các nhà nghiên cứu của Notre Dame đã phát hiện ra các kỹ thuật chống giả mạo sáng tạo của Benjamin Franklin trong việc in tiền giấy thuộc địa, tiết lộ việc ông sử dụng các chất màu và vật liệu độc đáo để ngăn chặn việc làm giả. Ảnh/Barbara Johnston/Đại học Notre Dame

Nhóm nghiên cứu, do Khachatur Manukyan, phó giáo sư nghiên cứu tại Khoa Vật lý và Thiên văn học, dẫn đầu, đã dành bảy năm qua để phân tích gần 600 ghi chú thời thuộc địa là một phần của bộ sưu tập lớn được phát triển tại Thư viện Hesburgh. Sách hiếm và bộ sưu tập đặc biệt tại Thư viện. Các tờ tiền thuộc địa đã tồn tại được 80 năm và bao gồm các tờ tiền được in bởi Franklin Print Shop và một mạng lưới các nhà in khác, cũng như một loạt tiền giả.

Manukyan giải thích rằng nỗ lực in tiền cho hệ thống tiền tệ thuộc địa mới nổi rất quan trọng đối với Franklin, không chỉ với tư cách là một nhà in tiền mà còn với tư cách là một chính khách.

"Benjamin Franklin tin rằng sự độc lập tài chính của các thuộc địa là cần thiết cho sự độc lập chính trị của họ. Hầu hết các đồng tiền vàng và bạc được vận chuyển đến các thuộc địa của người Mỹ gốc Anh đã nhanh chóng được sử dụng hết để thanh toán cho hàng hóa sản xuất nhập khẩu từ nước ngoài, khiến các thuộc địa không có đủ nguồn cung tiền tệ để mở rộng nền kinh tế của họ," Manoukian nói.

Nhóm đã sử dụng các thiết bị quang phổ và hình ảnh tiên tiến để quan sát kỹ hơn bao giờ hết về loại mực, giấy và sợi khiến tờ tiền của Benjamin Franklin trở nên độc đáo và khó sao chép. Nguồn ảnh: Barbara Johnston/Đại học Notre Dame

Tuy nhiên, có một vấn đề lớn cần lưu ý khi in tiền giấy: tiền giả. Khi Franklin mở xưởng in vào năm 1728, tiền giấy là một khái niệm tương đối mới. Không giống như vàng và bạc, tiền giấy thiếu giá trị nội tại, nghĩa là nó thường xuyên có nguy cơ mất giá trị. Không có tiền giấy tiêu chuẩn trong thời kỳ thuộc địa, tạo cơ hội cho những kẻ làm tiền giả mạo là tiền thật. Để đáp lại, Franklin đã nỗ lực tích hợp một bộ tính năng bảo mật giúp tạo nên sự khác biệt cho tờ tiền của mình.

“Để duy trì độ tin cậy của tiền giấy, Franklin phải đi trước những kẻ làm tiền giả một bước,” Manoukyan nói. "Nhưng chúng tôi biết rằng cuốn sổ cái mà ông ấy ghi lại những quyết định và phương pháp in ấn này đã bị thất lạc trong lịch sử. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật vật lý, chúng tôi đã có thể khôi phục một phần những gì mà hồ sơ đó thể hiện."

Manukyan và nhóm của ông đã sử dụng các thiết bị quang phổ và hình ảnh tiên tiến đặt tại Phòng thí nghiệm Khoa học Hạt nhân và bốn cơ sở nghiên cứu cốt lõi của Notre Dame: Trung tâm Khoa học và Công nghệ Môi trường, Cơ sở Hình ảnh Tích hợp, Cơ sở Đặc tính Vật liệu và Cơ sở Cấu trúc Phân tử. Những công cụ này cho phép họ xem xét kỹ hơn bao giờ hết về mực, giấy và các loại sợi khiến cho những ghi chú của Franklin trở nên độc đáo và khó sao chép.

Một trong những đặc điểm nổi bật nhất mà họ phát hiện ra là sắc tố của Franklin. Manukyan và nhóm của ông đã xác định các nguyên tố hóa học được sử dụng trong mỗi món đồ trong Bộ sưu tập Ghi chú Thuộc địa của Notre Dame. Họ phát hiện ra rằng tiền giả có hàm lượng canxi và phốt pho đặc biệt cao, nhưng những nguyên tố này chỉ hiện diện với lượng rất nhỏ trong tiền thật.

Phân tích của họ tiết lộ rằng trong khi Franklin sử dụng (và bán) "đen đèn" (một chất màu được tạo ra bằng cách đốt dầu thực vật) trong hầu hết các bản in của mình, thì đồng tiền mà Franklin in ra đã sử dụng một loại thuốc nhuộm đen đặc biệt làm từ than chì có trong đá. Chất màu cũng khác với "xương đen", được làm từ xương cháy, vốn được những kẻ làm hàng giả và những người bên ngoài mạng lưới Nhà in Franklin ưa chuộng.

Khachatur Manukyan. Nguồn hình ảnh: Barbara Johnston/Đại học Notre Dame

Sự đổi mới khác của Franklin nằm ở chính bài báo. Việc phát minh ra việc thêm các sợi nhỏ vào bột giấy để tạo ra những đường cong đầy màu sắc có thể nhìn thấy trên tiền giấy thường được cho là của nhà sản xuất giấy Zenas Marshall Crane, người đã giới thiệu phương pháp này vào năm 1844. Nhưng Manukyan và nhóm của ông đã tìm thấy bằng chứng cho thấy Franklin đã thêm lụa màu vào bột giấy. Luận án của ông sớm hơn nhiều.

Nhóm cũng phát hiện ra rằng các tờ tiền do Franklin Networks in có hình dáng độc đáo do có thêm một chất liệu mờ mà họ cho là muscovite. Nhóm nghiên cứu xác định rằng Franklin đã bắt đầu thêm muscovite vào các bài báo của mình và kích thước của các tinh thể muscovite trong các bài báo tăng lên theo thời gian. Nhóm nghiên cứu suy đoán rằng Franklin ban đầu bắt đầu thêm muscovite để làm cho tiền in bền hơn, nhưng vẫn tiếp tục thêm nó khi nó tỏ ra hữu ích trong việc ngăn chặn những kẻ làm tiền giả.

Manukyan cho biết việc các phòng thí nghiệm vật lý sử dụng các vật liệu lưu trữ và quý hiếm là điều bất thường, điều này đặt ra những thách thức đặc biệt.

"Rất ít nhà khoa học quan tâm đến việc nghiên cứu những vật liệu như vậy. Trong một số trường hợp, các tờ tiền là duy nhất. Chúng phải được xử lý hết sức cẩn thận và không được làm hỏng. Những hạn chế này sẽ khiến nhiều nhà vật lý rời xa một dự án như vậy," ông nói.

Nhưng đối với anh, dự án đã chứng tỏ giá trị của công việc liên ngành. "Chúng tôi may mắn có được các nhà nghiên cứu sinh viên trong dự án này quan tâm đến cả vật lý, lịch sử và bảo tồn nghệ thuật. Cơ sở nghiên cứu cốt lõi và các nhóm Sách hiếm và Bộ sưu tập đặc biệt là những đối tác nghiên cứu đáng kinh ngạc. Những khám phá của chúng tôi sẽ không thể thực hiện được nếu không có sự hợp tác liên ngành đặc biệt."