Hay un mundo entero que nuestros ojos extrañan, oculto en los rangos de longitudes de onda de luz que los ojos humanos no pueden ver. Pero las cámaras infrarrojas pueden captar la luz secreta emitida a medida que las plantas se sintetizan, a medida que las estrellas frías se queman y las baterías se calientan.ver a través del humo, la niebla y el plástico.
Pero las cámaras infrarrojas son mucho más caras que las de luz visible; la energía de la luz infrarroja es más pequeña que la luz visible, lo que dificulta su captura. Sin embargo, un nuevo avance de los científicos de la Universidad de Chicago podría algún día conducir acámaras infrarrojas mucho más rentables, que a su vez podrían habilitar cámaras infrarrojas para dispositivos electrónicos de consumo comunes como teléfonos, así como sensores para ayudar a los automóviles autónomos a ver su entorno con mayor precisión.
"Los métodos tradicionales para hacer cámaras infrarrojas son muy caros, tanto en materiales como en tiempo, pero este método es mucho más rápido y ofrece un rendimiento excelente", dijo el investigador postdoctoral Xin Tang, el primer autor en un estudio que apareció el 25 de febrero Fotónica de la naturaleza .
"Por eso estamos tan entusiasmados con el potencial impacto comercial", dijo el coautor Philippe Guyot-Sionnest, profesor de física y química.
Las cámaras infrarrojas de hoy en día se fabrican colocando sucesivamente varias capas de semiconductores, un proceso complicado y propenso a errores que las hace demasiado caras para entrar en la mayoría de los productos electrónicos de consumo.
En cambio, el laboratorio de Guyot-Sionnest se convirtió en puntos cuánticos: pequeñas nanopartículas de unos pocos nanómetros de tamaño. Un nanómetro es cuánto crecen las uñas por segundo. En esa escala tienen propiedades extrañas que cambian según su tamaño, quelos científicos pueden controlar ajustando la partícula al tamaño correcto. En este caso, los puntos cuánticos se pueden ajustar para captar las longitudes de onda de la luz infrarroja.
Esta 'sintonización' es importante para las cámaras, ya que necesitan captar diferentes partes del espectro infrarrojo ". La recopilación de múltiples longitudes de onda dentro del infrarrojo le brinda más información espectral: es como agregar color a un televisor en blanco y negro,"Explicó Tang." La onda corta le brinda información de composición química y de textura; la onda media le da temperatura ".
Ajustaron los puntos cuánticos para que tuvieran una fórmula para detectar infrarrojos de onda corta y otra para infrarrojos de onda media. Luego colocaron ambos juntos encima de una oblea de silicio.
La cámara resultante funciona extremadamente bien y es mucho más fácil de producir. "Es un proceso muy simple", dijo Tang. "Toma un vaso de precipitados, inyecta una solución, inyecta una segunda solución, espera de cinco a 10 minutos, y tieneuna nueva solución que se puede fabricar fácilmente en un dispositivo funcional "
Los científicos dijeron que hay muchos usos potenciales para cámaras infrarrojas económicas, incluidos los vehículos autónomos, que dependen de sensores para escanear el camino y los alrededores. Los infrarrojos pueden detectar firmas de calor de los seres vivos y ver a través de la niebla o la bruma, por lo que los ingenieros de automóvilesMe encanta incluirlos, pero el costo es prohibitivo.
También serían útiles para los científicos. "Si quisiera comprar un detector infrarrojo para mi laboratorio hoy, me costaría $ 25,000 o más", dijo Guyot-Sionnest. "Pero serían muy útiles en muchas disciplinas".. Por ejemplo, las proteínas emiten señales en infrarrojo, que a un biólogo le encantaría rastrear fácilmente ".
Los otros autores del artículo fueron los estudiantes graduados Matthew Ackerman y Menglu Chen. Matthew Ackerman concibió el dispositivo con Tang y desarrolló la estrategia de dopaje para la fabricación de los diodos. Los científicos utilizaron la Instalación de Nanofabricación Pritzker en el Instituto de Ingeniería Molecular.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Chicago . Original escrito por Louise Lerner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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