Ochelari termici ca în „Predator”? O nouă invenție ar putea face acest vis realitate

Un nou tip de material dezvoltat de cercetători de la MIT promite să transforme fundamental tehnologia senzorilor infraroșu, deschizând calea către ochelari de vedere termică ușori și subțiri, asemănători celor din filmele SF.

Materialul, bazat pe pelicule extrem de subțiri de PMN-PT (niobat de plumb-magneziu cu titanat de plumb), permite detectarea radiației infraroșii la temperaturi ambientale, fără sisteme voluminoase de răcire.

Problema senzorilor convenționali

Sistemele actuale de viziune nocturnă de înaltă performanță utilizează detectoare fabricate din telurură de cadmiu-mercur (HgCdTe), care necesită răcire la temperaturi apropiate de cea a azotului lichid (−196°C).

Acest lucru asigură reducerea zgomotului electronic intern și crește sensibilitatea, dar implică echipamente grele și scumpe.

Cât de des trebuie fertilizată grădina de legume: regula de aur pe care grădinarii o respectă mereu

Horoscopul zilei de sâmbătă, 21 iunie. Nativii Leu vor fi în centrul atenţiei

Încercările de a crea senzori „la cald”, fără răcire, au existat încă dinaintea celui de-al Doilea Război Mondial, bazându-se pe materiale piroelectrice precum turmalina.

Materialele generează, practic, un curent electric atunci când absorb radiație infraroșie, dar la temperatura camerei semnalele erau puternic afectate de zgomotul termic, scrie publicația Ars Technica.

Soluția MIT: filme nanometrice neaderente

Echipa condusă de cercetătoarea Xinyuan Zhang a găsit o cale de a reduce zgomotul fără răcire, realizând filme piroelectrice incredibil de subțiri, de doar 10 nanometri.

Cheia a fost dezvoltarea unei metode de fabricație care să permită desprinderea acestor filme de substrat fără a le deteriora, un proces adesea comparat cu dezlipirea unui ou prăjit de o tigaie veche.

Soluția a fost materialul PMN-PT, care nu doar că are proprietăți piroelectrice excelente, dar și un comportament „antiaderent” la nivel atomic.

Prezența atomilor de plumb în compoziția substratului slăbește legăturile covalente dintre film și suprafață, permițând separarea rapidă și curată a peliculei.

Rezultatele impresionante nu au întârziat să apară

Folosind 100 de astfel de filme, fiecare cu o suprafață de 60 microni pătrați, cercetătorii au creat un senzor IR cu 100 de pixeli, atașat pe un cip de siliciu. Dispozitivul a detectat radiații pe întreaga bandă infraroșie și a avut performanțe superioare senzorilor clasici răciți.

Deși detectorul IR este deja funcțional, Zhang precizează că pentru un sistem complet de vedere nocturnă mai sunt necesare lentile pentru focalizare, surse de alimentare și integrarea întregului ansamblu într-un format ergonomic.

Deși lentilele de contact cu viziune nocturnă rămân un obiectiv îndepărtat, ochelarii cu aspect normal sunt o țintă realistă.

Tehnologia ar putea avea aplicații în siguranța rutieră, prin integrarea în sisteme de detecție pentru mașini autonome în condiții meteo dificile.

Mai mult, metoda de separare atomică ar putea fi aplicată și altor materiale, extinzând potențialul către senzori purtabili, tranzistori flexibili și computere ultra-miniaturizate.

„Dacă reușim să generalizăm această metodă, putem construi o nouă generație de electronice ultra-subțiri, performante și portabile”, a mai spus, de asemenea, Zhang.