حسگر نوری که پس از مچاله شدن هم به خوبی کار می‌کند!

به گزارش خبرگزاری مهر، در چند دهه گذشته پیشرفت‌های حیرت‌انگیزی در فناوری تصویربرداری صورت گرفته است، از حسگرهای نوری با سرعت بالا که بیش از دو میلیون فریم در ثانیه تصویر می‌گیرند تا دوربین‌های بدون لنز کوچک از جمله این دستاوردها هستند.

در مطالعه‌ای که به تازگی در نشریه Advanced Materials منتشر شده است، محققان موسسه تحقیقات علمی و صنعتی در دانشگاه اوزاکا، حسگر نوری را بر روی یک لایه بسیار نازک و انعطاف‌پذیر ایجاد کرده‌اند که می‌تواند بدون شکستن، خم شود. در حقیقت این حسگر بسیار انعطاف‌پذیر است به طوری که حتی پس از مچاله شدن نیز کار خواهد کرد.

در یک دوربین، حسگر نوری قطعه‌ای است که نوری را که از لنز عبور کرده، حس می‌کند. ری کاواباتا، نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید: «حسگرهای نوری معمولی با استفاده از نیمه‌هادی‌های معدنی و مواد فروالکتریک ساخته می‌شوند. این کار باعث می‌شود حسگرها سفت و قادر به خم شدن نباشند. برای جلوگیری از این مشکل، ما روشی متفاوت برای تولید حسگر ارائه کردیم.»

به جای حسگرهای نور سنتی، محققان از مجموعه‌ای از آرایه‌ها از جنس نانولوله کربنی به عنوان شناساگر نوری روی یک بستر پلیمری بسیار نازک به ضخامت کمتر از ۵ میکرون، استفاده کردند. هنگام قرار گرفتن در معرض نور، نانولوله‌های کربنی گرم می‌شوند و یک گرادیان حرارتی ایجاد می‌کنند که منجر به سیگنال ولتاژ می‌شود. تقویت نانولوله‌ها با حامل‌های شیمیایی هنگام چاپ موجب افزایش حساسیت آن‌ها می‌شود. با استفاده از این نانولوله‌ها، نور مرئی و همچنین نور مادون قرمز قابل اندازه‌گیری می‌شوند.

همراه با حسگرهای نانولوله کربنی، ترانزیستورهای آلی نیز روی این بستر پلیمری چاپ می‌شوند تا سیگنال‌های ولتاژ را به تصویر تبدیل کنند. برای خواندن این سیگنال، کامپیوتر نیازی به اتصال سیم به حسگر ندارد. در عوض، از ماژول بلوتوث بی‌سیم استفاده می‌شود.

محققان نمونه اولیه‌ای از این حسگر نوری را ساختند و توانایی آن را در احساس گرما از منابعی مانند انگشتان انسان یا سیم و همچنین گلوکز از طریق لوله‌ها آزمایش کردند. آن‌ها دریافتند که حسگر نوری نسبت به طیف گسترده‌ای از طول موج‌ها حساسیت بالایی دارد. علاوه بر این، آزمایشات نشان داد که این حسگر از دوام خمش بالایی برخوردار است و حتی پس از مچاله شدن کار می‌کند.