LED's kunnen bedorven voedsel en dodelijke gassen detecteren

Een slim apparaat met een infrarood lichtgevende diode (LED) die kan worden afgestemd op verschillende golflengten van licht, zou een koelkast in staat kunnen stellen te zien wanneer voedsel bedorven is. Het apparaat kan een reeks gassen identificeren, waaronder mogelijk dodelijke gassen, waardoor de veiligheid van brandweerlieden, mijnwerkers, het leger en loodgieters wordt verbeterd.

Infrarood (IR) spectrometers zijn gebruikelijke laboratoriumapparatuur die verschillende materialen kan identificeren door hun infraroodsignaturen te analyseren, die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Net zoals een AM-radio kan worden afgestemd op verschillende frequenties van radiogolven, kunnen IR-spectrometers worden afgestemd op verschillende golflengten, wat een breedspectrumanalyse van een gasmonster oplevert. Deze machines zijn echter omvangrijk en duur en meestal niet praktisch om uit het laboratorium en in het veld mee te nemen.

De nieuwe technologie bindt een dunne laag zwarte fosforkristallen aan een flexibel, plasticachtig substraat, waardoor het kan worden gebogen op een manier die ervoor zorgt dat de zwarte fosfor licht van verschillende golflengten uitstraalt - in wezen een afstembare infrarood-LED creëren die de detectie mogelijk maakt van meerdere materialen. De technologie zou in smartphones kunnen passen en onderdeel worden van het dagelijks gebruik.

De bacteriën die in vlees worden aangetroffen, laten bijvoorbeeld verschillende gassen vrij naarmate ze zich vermenigvuldigen. De aanwezigheid van deze gassen is een goede indicatie dat het vlees aan het bederven is en niet meer geschikt is voor consumptie. Het apparaat, dat in een koelkast is geplaatst, zou een melding kunnen sturen dat het vlees aan het bederven is. Als je bijvoorbeeld naar een handtas wijst, kun je zien of de tas van echt leer is of een goedkoper alternatief.

De huidige materialen die worden gebruikt voor IR-fotodetectoren en lichtemitterende apparaten kunnen moeilijk te vervaardigen zijn, grotendeels vanwege de behoefte aan meerdere lagen perfect gekoppelde kristallen. De nieuwe zwarte fosfortechnologie vereist slechts één laag, waardoor het apparaat flexibel is en unieke eigenschappen krijgt wanneer het wordt gebogen.

Het apparaat zou het werk van brandweerlieden, mijnwerkers en het leger veiliger kunnen maken, waardoor ze potentieel dodelijke gassen vanaf veilige afstanden kunnen identificeren, aangezien de ultradunne, ultralichte apparaten op kleine drones kunnen worden geplaatst. Door zo'n drone boven een brand in een gebouw te laten vliegen, kunnen brandweerlieden vertellen met welke gevaren ze worden geconfronteerd en welke uitrusting ze nodig hebben.

De goedkope technologie kan ook zijn weg vinden naar apparaten voor gebruik door loodgieters en gebouwbeheerders. De IR-fotodetectoren kunnen in een camera worden geïntegreerd, zodat de schermen van mobiele telefoons gaslekken of emissies kunnen weergeven en kunnen bepalen wat voor soort gas het is.