Termowizory jak zwykłe okulary. Czujnik MIT może sprawić, że ciężkie gogle odejdą do lamusa
Naukowcy z MIT opracowali ultracienki czujnik piroelektryczny, który działa w temperaturze pokojowej i ma szansę całkowicie odmienić technologię widzenia w ciemności. Nowy sensor, wykonany z tytanianu ołowiu-magnezu-niobu (PMN-PT), ma grubość zaledwie 10 nanometrów i potrafi wykrywać promieniowanie podczerwone bez potrzeby stosowania ciężkich, chłodzonych kriogenicznie układów, które są powszechnie używane w obecnych urządzeniach termowizyjnych.
Czytaj też: Myśliwiec o potędze bombowca. Chiny zbudowały latające monstrum
Czujnik podczerwieni, taki jak ten opracowany przez MIT, wykrywa promieniowanie cieplne, które emitują wszystkie obiekty mające temperaturę wyższą od zera absolutnego (czyli powyżej -273,15°C). Promieniowanie to jest niewidzialne dla ludzkiego oka, ale można je zarejestrować specjalnymi materiałami. W przypadku nowego czujnika MIT opiera się to na zjawisku piroelektrycznym. Oznacza to, że kiedy promieniowanie podczerwone (ciepło) pada na czujnik, temperatura czujnika się zmienia. Ten wzrost temperatury zmienia rozkład ładunków elektrycznych w materiale piroelektrycznym, a zmiana ładunku generuje napięcie elektryczne, które czujnik rejestruje.
Czytaj też: Chińscy superżołnierze to nie science fiction. Pentagon bije na alarm
Im silniejsze jest promieniowanie (czyli cieplejszy obiekt), tym większy sygnał elektryczny można uzyskać. Dzięki temu czujnik może “widzieć” cieplejsze obiekty na tle chłodniejszego otoczenia bez potrzeby obecności nawet delikatnego światła, jak to ma miejsce przy noktowizji. W przypadku osiągnięcia MIT najważniejsze jest to, że nowy czujnik działa bez konieczności chłodzenia (tradycyjne czujniki muszą być bardzo zimne, żeby same nie świeciły w podczerwieni), jest bardzo czuły nawet na minimalne zmiany temperatury, a do tego może być niezwykle cienki, lekki i nadaje się do miniaturowych urządzeń, np. do okularów.
Produkcja tego innowacyjnego sensora opiera się na nowatorskiej technice “odklejania”, w której to cienka warstwa materiału “rośnie” na specjalnym podłożu, a następnie oddzielana bez jego uszkodzenia. Pozwala to na wielokrotne wykorzystanie podłoża i seryjną produkcję sensorów. Uzyskana w ten sposób powłoka jest nie tylko ultracienka, ale też wyjątkowo wrażliwa właśnie na zmiany temperatury, co czyni go przydatnym nie tylko w termowizji, ale również w monitoringu środowiskowym czy nawigacji pojazdów autonomicznych.
Czytaj też: Zapomnij o Abramsie. Ten europejski projekt ma wyznaczyć nowe standardy
Chociaż technologia ma ogromny potencjał, potrzebne są dalsze badania, by zintegrować czujniki z rzeczywistymi urządzeniami i zapewnić ich trwałość oraz niezawodność w codziennym użytkowaniu.