你的智能设备很快就会变得更加智能,它配备了一个新的红外发光二极管 (LED),它可以“调谐”到不同波长的光——它可以让你的冰箱告诉你食物什么时候吃完,你的手机告诉你那个 Gucci 钱包是真的。
该技术由墨尔本大学、劳伦斯伯克利国家实验室、加州大学伯克利分校和澳大利亚研究委员会变革元光学系统卓越中心 (TMOS) 开发。他们提出了一种设备,可以识别一系列气体,可能包括致命气体,从而提高消防员、矿工、和当地管道工的安全。这项工作发表在《自然》杂志上。
红外 (IR) 光谱仪是常见的实验室设备,可以通过分析人眼不可见的红外特征来识别不同材料。就像 AM 收音机可以调谐到不同频率的无线电波一样,IR 光谱仪可以调谐到不同的波长,从而对气体样本进行广谱分析。然而,这些机器体积庞大且价格昂贵,通常不适合带出实验室进入现场。
“我们的新技术将一层薄薄的黑磷晶体粘合到一个柔软的塑料状基板上,使其以某种方式弯曲,使黑磷发出不同波长的光,基本上形成一个可调谐的红外 LED,允许检测多种材料,”墨尔本大学教授 Kenneth Crozier 说。“这项技术可以装入智能手机并成为日常使用的一部分。”
例如,肉中发现的细菌在繁殖时会释放出各种气体。这些气体的存在很好地表明肉已经变质并且不再适合食用。
“放置在冰箱内的设备可以发送通知,表明肉正在消失。当指向手提包时,它可以显示包是由真皮制成的还是更便宜的替代品,”克罗泽教授说,他也是副主任的 TMOS。
当前用于红外光电探测器和发光器件的材料可能难以制造,这在很大程度上是由于需要多层完美连接的晶体。这种新的黑磷技术只需要一层就可以使设备变得灵活,弯曲时具有独特的特性。
领导这项工作的加州大学伯克利分校的 Ali Javey 教授说:“随着弯曲,黑磷发射波长的变化确实非常显着,这使得 LED 能够在中红外范围内进行调谐。”
重要的是,该设备可以使消防员、矿工的工作更安全,使他们能够在安全距离内识别潜在的致命气体,因为超薄、超轻的设备可以放置在小型无人机上。在建筑物火灾上空飞行这样的无人机可以告诉消防员他们面临的危险和他们需要的设备。
低成本技术还可以应用于管道工和建筑经理使用的设备中。
“我们的红外光电探测器可以集成到相机中,这样我们就可以查看手机屏幕并‘看到’气体泄漏或排放,并能够确定它是哪种气体,”克罗齐尔教授说。