Al igual que algunas serpientes usan infrarrojos para "ver" por la noche, los investigadores de la Universidad de Florida Central están trabajando para crear una visión víbora similar para mejorar la sensibilidad de las cámaras de visión nocturna.
La capacidad de mejorar las capacidades de visión nocturna podría tener implicaciones para mejorar lo que se puede ver en el espacio, en áreas de desastres químicos y biológicos, y en el campo de batalla.
Un estudio que detalla el trabajo de visión nocturna de los investigadores de la UCF apareció recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Con el detector de infrarrojos que hemos desarrollado, puede extraer más información del objeto que está mirando en la oscuridad", dijo Debashis Chanda, profesor asociado en el Centro de Tecnología NanoScience de la UCF y el investigador principal del estudio.
"Digamos, estás mirando a alguien por la noche a través de gafas de visión nocturna. Estás mirando su firma infrarroja, que viene por todo su cuerpo. Puede tener un arma oculta que emite una longitud de onda diferente de luz infrarroja, pero no puede ver eso incluso con una cámara actualmente disponible, costosa, enfriada criogénicamente ".
El detector infrarrojo desarrollado por Chanda y su equipo, sin embargo, no necesita nitrógeno líquido para enfriarlo a un extremo de -321 grados para ser lo suficientemente sensible como para detectar diferentes longitudes de onda de luz infrarroja. También funciona mucho más rápido que la noche existente-cámaras de visión que no requieren enfriamiento, pero que son lentas para procesar imágenes.
Los humanos ven la luz en el espectro electromagnético que tiene longitudes de onda de aproximadamente 400 a 700 nanómetros de largo, lo que se conoce como espectro de luz visible.
En esta investigación, Chanda y su equipo estaban trabajando con longitudes de onda mucho más largas que se extendían a unos 16,000 nanómetros.
Eso le permite al detector UCF discernir las diferentes longitudes de onda en el dominio infrarrojo invisible. Lo hace al seleccionar diferentes objetos que emiten diferentes longitudes de onda.
Las cámaras de visión nocturna actuales no pueden aislar los diferentes objetos en función de sus distintas longitudes de onda infrarrojas y, en cambio, integrar o agrupar todas las longitudes de onda para que lo que pueden ser varios objetos separados solo se vean como uno a través de la lente infrarroja.
"Esta es una de las primeras demostraciones de la sintonización dinámica de la respuesta espectral del detector o, en otras palabras, la selección del" color "infrarrojo que desea ver", dijo Chanda.
Con la nueva tecnología, se podrían asignar "colores" infrarrojos adicionales para representar elementos que reflejan diferentes longitudes de onda de luz infrarroja, además de los colores estándar de verde, naranja o negro vistos en visión nocturna, dijo Chanda.
Para los astrónomos, esto significa la posibilidad de tener nuevos telescopios que vean información que antes era invisible en el dominio infrarrojo. Para áreas de desastres químicos y biológicos, o incluso para monitorear la contaminación, significa tomar una fotografía para recibir un análisis espectral delos gases presentes en un área, como el monóxido de carbono o el dióxido de carbono, en función de cómo reacciona la luz infrarroja con las moléculas químicas.
El truco para desarrollar el nuevo detector infrarrojo altamente sensible pero no refrigerado fue diseñar el grafeno de nanomateriales bidimensional en un material que pueda transportar una corriente eléctrica.
Los investigadores lograron esto al diseñar el material para que sea asimétrico de modo que la diferencia de temperatura creada a partir de la luz absorbida que golpea las diferentes partes del material provocó que los electrones fluyan de un lado a otro, creando así un voltaje.
El proceso también se verificó utilizando un modelo desarrollado por el coautor del estudio Michael N. Leuenberger, profesor en el Centro de Tecnología NanoScience de la UCF con citas conjuntas en el Departamento de Física y la Facultad de Óptica y Fotónica.
La capacidad del detector para capturar una imagen se probó un píxel a la vez.
El dispositivo no está disponible comercialmente, pero algún día podría integrarse en cámaras y telescopios.
El trabajo fue apoyado con fondos de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa del Departamento de Defensa de EE. UU.
Los coautores del estudio también incluyeron a Alireza Safaei, graduada del programa de doctorado del Departamento de Física de la UCF; Sayan Chandra, investigadora postdoctoral en el Centro de Tecnología NanoScience de la UCF; y Muhammad Waqas Shabbir, un estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la UCF.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Florida Central . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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