Hacia lentes de contacto que nos permitan ver en infrarrojos

El primer detector de luz a temperatura ambiente que puede captar el espectro infrarrojo completo tiene el potencial de poner la tecnología de visión térmica en una lente de contacto.

A diferencia de otros detectores de infrarrojo medio y lejano actualmente en el mercado, el desarrollado por unos investigadores de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, Estados Unidos, no necesita un voluminoso equipo de enfriamiento para trabajar. Esto ha permitido al equipo de Zhaohui Zhong, profesor de ingeniería electrónica y de computación, fabricar un diseño ultradelgado, que puede ser integrado fácilmente en un teléfono móvil o celular, e incluso en una lente de contacto.

En contraposición al espectro visible, que las cámaras convencionales pueden captar con un único chip, la toma de imágenes infrarrojas necesita combinar tecnologías para ver la radiación del infrarrojo cercano, medio y lejano, a un tiempo. Peor aún, los sensores del infrarrojo medio y lejano suelen requerir estar a muy bajas temperaturas.

Los resultados de la línea de investigación y desarrollo seguida por el equipo de Zhaohui Zhong apuntan a que será factible fabricar una lente de contacto que »amplíe» la visión de la persona que se la ponga, permitiéndole ver con ese ojo en infrarrojos. (Imagen: Recreación artística de Jorge Munnshe en NCYT de Amazings)

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El grafeno, una lámina de carbono con un átomo de espesor en la cual los átomos de carbono conforman una retícula hexagonal, similar a la de un panal de miel, es capaz de detectar todo el espectro infrarrojo, además de la luz visible y hasta cierto punto la ultravioleta. Pero hasta ahora no había sido adecuado para la detección infrarroja porque no puede capturar suficiente luz como para generar una señal eléctrica detectable. Con un grosor de un único átomo, sólo absorbe aproximadamente un 2,3 por ciento de la luz que incide en él. Si la luz no puede producir una señal eléctrica, el grafeno no puede utilizarse como sensor.

El problema para la actual generación de detectores basados en grafeno es que su sensibilidad es habitualmente muy escasa. Es entre 100 y 1.000 veces más baja que la que necesitaría un dispositivo comercial.

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Para superar este obstáculo, el equipo de Zhong, Ted Norris, Chang-Hua Liu y You-Chia Chang ha diseñado una nueva forma de generar la señal eléctrica. En vez de intentar medir directamente los electrones que son liberados cuando la luz golpea el grafeno, los investigadores amplificaron la señal recurriendo a la estrategia de captar cómo las cargas eléctricas inducidas por la luz en el grafeno afectan a una corriente cercana.

El aparato ya es tan pequeño que se puede sostener en la yema del dedo meñique, y aún se puede miniaturizar más sin dificultad. Si este singular detector se integra en una lente de contacto, o en otro dispositivo electrónico que se pueda llevar puesto, como por ejemplo unas gafas, expandirá la visión del usuario, brindándole otra forma de interactuar con su entorno, que hasta no hace mucho se habría considerado exclusiva de la ciencia-ficción.

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