Revolutionaire LED-sensoren detecteren voedselbederf en dodelijke gassen

Een slim apparaat met een infrarood lichtemitterende diode (LED) die afstembaar is op verschillende golflengtes van licht kan een koelkast in staat stellen om te vertellen wanneer voedsel bedorven is. Het apparaat kan een suite van gassen identificeren, potentiëel inclusief dodelijke, wat de veiligheid van brandweermannen, mijnwerkers, het leger, en loodgieters verbetert.

Infrarood (IR) spectrometers zijn veelvoorkomend laboratoriumapparatuur die verschillende materialen kan identificeren door hun infrarood handtekeningen te analyseren, wat onzichtbaar is voor het menselijk oog. Net zoals een AM-radio afgestemd kan worden op verschillende frequenties van radiogolf, kunnen IR-spectrometers afgestemd worden op verschillende golflengtes, wat een breed-spectrum analyse van een gasmonster geeft. Echter, deze machines zijn groot en duur en niet gewoonlijk praktisch om uit het laboratorium naar het veld te nemen.

De nieuwe technologie hecht een dunne laag zwarte fosfor kristallen aan een flexibel, plastic-achtig substraat, wat het mogelijk maakt om het op manieren te buigen die ervoor zorgen dat de zwarte fosfor licht van verschillende golflengtes emiteert — essentieel een afstembare infrarood LED creërend die detectie van meerdere materialen toelaat. De technologie kan in smartphones passen en onderdeel worden van het dagelijks gebruik.

Bijvoorbeeld, de bacteriën in vlees vrijmaken diverse gassen 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, geplaatst in een koelkast, kan een notificatie sturen dat het vlees aan het bederven is. Wanneer gericht op een handtas, kan het bijvoorbeeld onthullen of de tas van echt leer of een goedkopere vervanger gemaakt is.

Huidige materialen gebruikt voor IR-fotodetectoren en lichtemitterende apparaten kunnen lastig te fabriceren zijn, grotendeels door de behoefte aan meerdere lagen perfect gelinkte kristallen. De nieuwe zwarte fosfor technologie vereist slechts één laag, wat het apparaat flexibel maakt, wat het unieke eigenschappen geeft wanneer gebogen.

Het apparaat kan het werk van brandweermannen, mijnwerkers, en het leger veiliger maken, hen in staat stellend potentiëel dodelijke gassen te identificeren op veilige afstanden aangezien de ultra-dunne, ultra-lichte apparaten op kleine drones geplaatst kunnen worden. Een dergelijke drone over een gebouwbrand vliegen kan brandweermannes vertellen welke gevaren ze tegenkomen en welke uitrusting ze nodig hebben.

De laag-kost technologie kan ook wegvinden in apparaten voor gebruik door loodgieters en gebouwbeheerders. De IR-fotodetectoren kunnen geïntegreerd worden in een camera zodat mobiele telefoonschermen gaslekken of emissies kunnen tonen en bepalen wat voor soort gas het is.