Ще определяме чистотата на въздуха със смартфоните си

НаукаOFFNews Последна промяна на 21 декември 2017 в 10:49 25660 0

Синята перфорирана плоча е горната мембрана, а в средата е резонаторът с фотонните кристали. Те улавят светлина с конкретна честота от близкия инфрачервен поток и генерират ток, който се измерва (А). Ако разстоянието до червената долна мембрана се промени, записаната честота се променя. Eindhoven University of Technology

Инженери от Техническия университет в Айндховен създадоха миниатюрни спектрометри, които могат да бъдат инсталирани в мобилни устройства, съобщи Science Daily.

Подобна модификация ще позволи да се оборудват устройствата със система за екологичен мониторинг, способна да определи годността на храната и дори да се прецени злокачествеността на туморите.

Статия, описваща разработката, е публикувана в списание Nature Communications.

Спектрометрията на излъчванията представлява анализ на относителните интензитети на вълните с различни честоти и се използва в много области. Всеки вид атом или молекула има уникален спектрален "отпечатък", по който е възможно да се определи точно дали в пробата има от химичното вещество, което търсим. Високопрецизните спектрометри са често твърде обемисти, тъй като разделят светлината на различни дължини на вълните, които след това се анализират отделно. След разделянето, сноповете все още се припокриват, така че най-точните измервания могат да бъдат направени само на разстояние от десетки сантиметра.

Изследователи от Техническия университет в Айндховен са разработили изцяло нов сензор, който може да прави точни измервания с помощта на специален капан за светлината - резонатор от фотонни кристали с размери само няколко микрометра. Капанът е затворен в мембрана, където уловената светлина създава слаб електрически ток, който се измерва. Учените успяха да създадат капани с много точна форма, което позволява да се задържи светлина с много малък честотен диапазон.

За да увеличат регистрирания диапазон, учените поставят две мембрани близо една до друга. Благодарение на тяхното взаимодействие е възможно да се контролира честотата на задържаната светлина чрез регулиране на разстоянието между мембраните. За тази цел авторите прилагат технологията на микроелектромеханичните системи (MEMS). В резултат на това се получава нанооптоелектромеханичен датчик, чиято честота може да варира в диапазон от 30 нанометра. В рамките на този обхват устройството може да работи с спектрална разделителна способност (съотношението на целия диапазон към стъпката на минималната разпознаваема честота) от няколко стотин хиляди. Това е възможно, тъй като учените могат да контролират разстоянието между мембраните с точност само няколко десетки фемтометра (1 фемтометър = 10-15 метра).

Изображение на мембраната на датчика, направена от сканиращ електронен микроскоп. Eindhoven University of Technology

За да демонстрират способностите на прототипа, авторите създават газов анализатор, както и сензор за движение, използвайки невероятната чувствителност на относителното разстояние между мембраните. Според създателите в следващите пет години устройството няма да бъде интегрирано в смартфоните, тъй като покрива само малка част от инфрачервена област. В бъдеще учените възнамеряват да се съсредоточат именно върху увеличаването на обхвата на достъпните честоти.

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Технологии

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !