Как крылья бабочки улучшили инфракрасные датчики

Дабы создать улучшенный инфракрасный датчик, группа исследователей решила искать воодушевление в крыле бабочки.

Исследователи под управлением Радислава Потирайло, научного сотрудника компании «Дженерал Электрик», покрыли крыло бабочки углеродными нанотрубками. В следствии оказался инфракрасный датчик с более высоким разрешением, чем существующие модели.

Что же заставляет его так прекрасно трудиться? Ответ таков: сочетание углеродных нанотрубок и радужное покрытие крыла.

«Что особенно прекрасно в нанотрубках – это что они тёмные в видимом свете и не нарушают радужность», — растолковывает Потирайло, создавший совместно со собственными сотрудниками датчик в Национальном университете Нью-Йорка.

Крыло бабочки выглядит переливчатым, поскольку оно покрыто маленькими структурами, формой напоминающими новогоднюю ель. Мелкие «веточки» именуются ламеллы. В то время, когда свет попадает на структуры, они его отражают. Но ламеллы размером примерно с длину волны света, только 100-200 нанометров.

Потому они рассевают некий свет кроме того на протяжении отражения.

Помимо этого, ламеллы формируют слои. Некий свет, рассеянный и отраженный ламеллами, обязан проходить через дополнительные уровни, а потому он еще больше преломляется. В то время, когда эти волны света направляются обратно в глаз, они мешают друг другу. Кое-какие делают это разрушительно и уничтожают друг друга, тогда как другие взаимодействуют созидательно, становясь насыщеннее.

Сочетание этих эффектов формирует радужность.

Наряду с этим ученые нашли кое-что еще: радужность изменяется инфракрасным светом, и это указывает, что в то время, когда тепло (являющееся инфракрасным излучением) ударяет в крыло, человек может заметить, как это происходит (либо как минимум замечать итог влияния на цвета, каковые мы принимаем).

Существующие инфракрасные датчики нуждаются в сложной электронике, дабы сделать инфракрасное излучение видимым на экране. Избавившись от этих затруднений, удастся существенно упростить конструирование устройств, и именно это и сделает найденный комплект особенностей крыла бабочки.

Но крылья бабочки приспособлены для отражения видимого света, а не поглощения инфракрасного. И вот на этом этапе нужны углеродные нанотрубки. Поместив миллионы этих образований в толуоловый раствор, ученые «покрасили» крылья и поместили под инфракрасное излучение.

Результатом стало весьма хорошее поглощение инфракрасных лучей и более действенные трансформации в радужности.

«Нанотрубки, в особенности нанесенные одним слоем, являются весьма действенным поглотителем инфракрасного света, — растолковывает Потирайло. – Они кроме этого перераспределяют энергию, поглощенную любой поверхностью, на которую они нанесены».

Ученые поняли, что в будущем станет вероятным делать наноструктуры, каковые будут поглощать инфракрасный свет в диапазоне значительно шире того, в котором трудятся современные формирователи изображений.

Углеродные нанотрубки кроме этого сделали датчик на базе крыла бабочки вдвое чувствительнее к трансформациям температуры. К тому же новые совокупности делают определения стремительнее – 40 раз в секунду – и смогут отвечать на трансформации в инфракрасном сигнале всего лишь за 0,025 секунды.

Помимо этого, любой «пиксель» значительно меньше, чем на большинстве цифровых датчиков. Простой размер пикселя инфракрасных совокупностей формирования изображения варьируется от 17 до 30 микрометров, они достаточно мелкие, но не так, как ламеллы, каковые в среднем только 150 нанометров длиной и отстоят друг от друга на расстоянии 770 нанометров. Так, они в 22 раза меньше, чем наилучшие существующие инфракрасные формирователи изображений.

Потирайло несобирается собирать бабочек в промышленных количествах, дабы создавать датчики. Он утвержает, что в распоряжении ученых имеется неестественные материалы, каковые значительно лучше. И еще большое количество предстоит работы, дабы довести изделие до реального покупателя и рынка.

Источник: MNN

• инфракрасный датчик
• крыло бабочки
• углеродные нанотрубки

Author: Евгений

Костюм бабочки для Кристины *

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Как подсоединить датчик движения

  Данный видео-урок снят на канале «compressedvideo». Продемонстрированы две схемы подсоединения на примере датчика перемещения ДД 009. Прибор рекомендован…

• Инженеры создали складной оригами-материал

  Инженеры из Гарвардского университета создали механический метаматериал с регулируемой формой, жёсткостью и объёмом. Об их разработке информирует статья,…

• Лайфхак для телефона

  В двух представленных ниже роликах лайфхак для вашего телефона. В случае если родной аккумулятор смартфона куда-то затерялся либо , то не отчаивайтесь,…