Işığı elektrik sinyallerine dönüştürmek için karbon nanotüpleri kullanan esnek, ultra ince optik sensör, tarafından tanıtıldı. Rei Kawabata ve meslektaşları. Japonya'nın Osaka Üniversitesi'ndeki ekip, cihazlarının daha iyi optik görüntüleme teknolojilerine yol açabileceğini söylüyor.
Optik sensörler modern görüntüleme teknolojilerinde hayati bir rol oynamaktadır. Şimdiye kadar geleneksel sensörler, ışığı elektrik sinyallerine dönüştürmek için büyük ölçüde geleneksel yarı iletken elemanlara güveniyordu. Ancak hasarı önlemek için bu cihazlar, yakından görüntüleyebilecekleri yüzeylerin şekillerini sınırlayacak şekilde kalın, sağlam tahtalar üzerine monte edilme eğilimindedir.
Sorunun üstesinden gelmek için araştırmacılar, esnek organik malzemelerden yapılmış tabaka tipi sensörlerin sunduğu olanakları keşfetmeye başladı. Prensip olarak bu sensörler daha karmaşık yüzeyleri sarabilir ve şekilleri ne olursa olsun onları görüntüleyebilir. Ancak şu ana kadar bu sensörler daha katı, inorganik muadillerinin yeteneklerine yaklaşamadı.
Kararsız transistörler
Osaka'nın açıklaması şöyle: "Geleneksel tabaka tipi optik sensörlerin algılama bant genişliği dardır." Teppei Araki. "Bu, termal ve kimyasal analiz için gerekli olan uzun dalga boyundaki (kızılötesinden terahertz'e kadar) elektromanyetik dalgaları tespit etmelerini zorlaştırıyor." Üstelik çalışmaları için gerekli olan esnek organik transistörlerin ışıkla ışınlandığında kararsız hale geldiği biliniyor.
Bu zorlukların üstesinden gelmek için ekip, karbon nanotüplerin benzersiz özelliklerini inceledi. Yalnızca son derece esnek olmakla kalmıyorlar; benzersiz moleküler yapıları, ışığı elektrik enerjisine dönüştürme konusunda da onları mükemmel kılar.
Bu avantajlardan yararlanmak için araştırmacılar, karbon nanotüp fotodetektörleri ince film substratlara basmak için bir teknik geliştirdiler. Nanotüpler, ışığa karşı hassasiyetlerini daha da artırmak için kimyasallarla katkılandı.
Fotosensör sayfası
Araki, "Karbon nanotüp fotodetektörleri ve organik transistörleri ultra ince bir polimer substrat üzerindeki bir diziye entegre ederek, oda sıcaklığında ve havada stabilite, esneklik ve yüksek hassasiyet sergileyen tabaka tipi bir fotosensör geliştirdik" diyor.
Ekip, sensörlerinin görünür ışıktan terahertz radyasyona kadar geniş bir spektrumda algılamada oldukça etkili olduğunu buldu. Esneklikten ödün vermeyen bir koruma yapısını entegre ederek, cihazın esnek transistörlerinin ışık ışınlandığında güvenilir şekilde çalışmaya devam etmesini de sağladılar. Bu, cihazın sensör sinyallerini 10 kat artırmasına olanak tanıdı.
Cihaz, çok çeşitli görüntüleme uygulamalarına uygun, oldukça esnek bir ışık sensörü olarak tanımlanıyor. Araki, "Ölçülecek nesneye zarar vermeyen, ince ve yumuşak tabaka tipi bir optik sensör geliştirdik" diye açıklıyor.
Bluetooth entegrasyonu
Ekip daha sonra sensörlü bir Bluetooth modülünü entegre etti; bu, cihazın uzaktan kullanılabileceği anlamına geliyor.
Ultra ince esnek güneş pilleri verimlilik artışı elde ediyor
Araki, "Yalnızca ışığı değil, aynı zamanda ısı ve moleküllerle ilgili elektromanyetik dalgaları da kolayca algılayıp görüntüleyebilen bir kablosuz ölçüm sistemi gerçekleştirdik" diyor.
Araştırmacılar iki başarılı gösteride sensörlerinin bir prototipini kullandılar. Bunlardan biri, insan parmaklarının yaydığı ısıyı algılamayı içeriyordu; ve ilgili diğer yöntem, sıcak şeker çözeltisinin ince bir tüpten akarken izlenmesini içerir. Ekip ayrıca, top haline getirildikten sonra iyi performans gösterdiği için cihazlarının son derece dayanıklı olduğunu da gösterdi.
Artık cihazı geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılabilecek şekilde geliştirmeyi hedefliyorlar. Araki, "Kablosuz ölçüm sistemimiz tahribatsız test yöntemlerinin olanaklarını genişletiyor" diyor. "Bunlar, temassız görüntülemeyi ve numune toplamaya gerek kalmadan basit sıvı kalitesi değerlendirmelerini içerebilir. Giyilebilir cihazlarda ve taşınabilir görüntüleme cihazlarında da kullanılması bekleniyor.”
Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Gelişmiş malzemeler.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/carbon-nanotubes-make-optical-sensor-flexible-and-ultrathin/
