Los investigadores han ideado una tecnología que puede aportar color verdadero a los sistemas de imágenes infrarrojas, como el que se usa para rastrear a Arnold Schwarzenegger a través de la jungla en la película "Depredador".
Los sistemas de imágenes infrarrojas tradicionales pueden verse coloridos en la pantalla, con objetos cálidos que aparecen más rojos y blancos que sus alrededores. Pero estas imágenes no se crean a partir de colores reales. Se basan en la cantidad de radiación térmica - o luz infrarroja - quela cámara captura
La capacidad de identificar diferentes longitudes de onda, o colores, del espectro infrarrojo capturaría mucha más información sobre los objetos que se están fotografiando, como su composición química.
En un nuevo estudio, un equipo dirigido por Maiken H. Mikkelsen, Profesor Asistente de Ingeniería Eléctrica e Informática y Física de Nortel Networks en la Universidad de Duke, demuestra absorbentes perfectos para pequeñas bandas del espectro electromagnético desde la luz visible a través del infrarrojo cercano.La técnica de fabricación es fácilmente escalable, se puede aplicar a cualquier geometría de superficie y cuesta mucho menos que las tecnologías actuales de absorción de luz.
Una vez adoptada, la técnica permitiría que los sistemas avanzados de imágenes térmicas no solo se produzcan más rápido y más barato que sus homólogos actuales, sino que tengan una mayor sensibilidad. También podría usarse en una amplia variedad de otras aplicaciones, como enmascarar las firmas de calorde objetos.
El estudio fue publicado en línea el 9 de noviembre en Materiales avanzados .
"Al tomar prestadas técnicas conocidas de la química y emplearlas de nuevas maneras, pudimos obtener una resolución significativamente mejor que con un sistema de litografía de haz de electrones de vanguardia de un millón de dólares", dijo Mikkelsen. "Estonos permitió crear un recubrimiento que puede ajustar los espectros de absorción con un nivel de control que no ha sido posible anteriormente, con aplicaciones potenciales desde la recolección de luz y fotodetectores hasta aplicaciones militares ".
"Esto no requiere una fabricación de arriba hacia abajo, como técnicas costosas de litografía y no lo hacemos en una habitación limpia", agregó Gleb Akselrod, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Mikkelsen. "Lo construimos de abajo hacia arriba,así que todo es inherentemente barato y muy escalable a grandes áreas ".
La tecnología se basa en un fenómeno físico llamado plasmónicos. Los investigadores primero cubren una superficie con una película delgada de oro a través de un proceso común como la evaporación. Luego colocan una capa delgada de polímero de pocos nanómetros, seguida de una capa decubos de plata, cada uno de unos 100 nanómetros billonésimas de metro de tamaño.
Cuando la luz incide en la nueva superficie de ingeniería, un color específico queda atrapado en la superficie de los nanocubos en paquetes de energía llamados plasmones, y finalmente se disipa en calor. Al controlar el grosor de la película de polímero y el tamaño y número de nanocubos de plata, el revestimiento se puede ajustar para absorber diferentes longitudes de onda de luz desde el espectro visible hasta el infrarrojo cercano.
"Lo que es tan atractivo del sistema de película / nanocubo es su notable simplicidad y flexibilidad", dijo David R. Smith, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática James B. Duke en Duke. "Las propiedades absorbentes únicas de los nanocubos puedenpredecir con fórmulas sencillas, lo que facilita la determinación rápida de recetas para recubrimientos de superficie que proporcionan las propiedades espectrales deseadas. El sistema de nanocubos elimina, o al menos reduce enormemente, los costos y los problemas de fabricación, para que podamos centrarnos en impactar áreas de aplicación interesantes comofotovoltaica o revestimientos térmicos "
Para un ejemplo de esto último, si puede controlar los colores de luz que absorbe un material, también puede controlar las longitudes de onda de la luz que emite. Al hacer que los nanocubos sean más grandes para absorber las longitudes de onda correspondientes a la radiación térmica, esta tecnologíapodría suprimir o enmascarar la radiación térmica natural de un objeto, también conocida como "radiación de cuerpo negro".
Los fotodetectores de recubrimiento para absorber solo longitudes de onda específicas de luz infrarroja permitirían hacer cámaras nuevas y baratas que pudieran ver diferentes colores infrarrojos.
"Todavía no hemos fabricado el dispositivo que realmente tomará esa energía y la convertirá en una señal eléctrica", dijo Akselrod. "Ese será el siguiente paso".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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