Quantum Ink: To «κβαντικό μελάνι» φέρνει τη νυχτερινή όραση της επόμενης γενιάς
Οι κατασκευαστές καμερών υπερύθρων αντιμετωπίζουν ένα αυξανόμενο πρόβλημα: Τα τοξικά βαρέα μέταλλα. Το «κβαντικό μελάνι» έρχεται να λύσει το πρόβλημα με οικολογικά φιλικούς κβαντικούς κρυστάλλους.
Μια πρωτοποριακή τεχνολογία που αναπτύχθηκε πρόσφατα από ερευνητές του NYU Tandon School of Engineering έρχεται να αντικαταστήσει τα τοξικά βαρέα μέταλλα (όπως μόλυβδο και υδράργυρο) που χρησιμοποιούνται σήμερα στους ανιχνευτές υπερύθρων, κάνοντας τις συσκευές νυχτερινής όρασης φθηνότερες, ταχύτερες και πιο βιώσιμες. Το «κβαντικό μελάνι» (Quantum Ink) πρόκειται για ένα οικολογικά φιλικό υλικό το οποίο μπορεί να «τυπωθεί» σαν μελάνι σε μεγάλες επιφάνειες φέρνοντας… επανάσταση στη νυχτερινή όραση.
Χάρη στην παραγωγή «Quantum ink», οι εταιρείες δεν θα χρειάζεται να διαλέξουν ανάμεσα στην απόδοση και τη συμμόρφωση με τα περιβαλλοντικά πρότυπα
Οι κατασκευαστές καμερών υπερύθρων, βασικό εργαλείο σε τομείς από την ασφάλεια μέχρι την ιατρική, καλούνται να αντιμετωπίζουν ένα σοβαρό αδιέξοδο: τα υλικά για την κατασκευή των αισθητήρων περιέχουν τοξικά βαρέα μέταλλα, τα οποία πλέον περιορίζονται αυστηρά από τις περιβαλλοντικές νομοθεσίες.
Πρωτοποριακή μέθοδος
Σε εργασία που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό ACS Applied Materials & Interfaces, ερευνητές της Σχολής Μηχανικών Tandon του NYU αποκαλύπτουν μια πιθανή λύση που χρησιμοποιεί φιλικές προς το περιβάλλον κβαντικές κουκίδες για την ανίχνευση υπέρυθρου φωτός χωρίς να βασίζεται σε υδράργυρο, μόλυβδο ή άλλα βαρέα μέταλλα.
Πρόκειται για μια πρωτοποριακή μέθοδο που αξιοποιεί οικολογικά φιλικούς κβαντικούς κρυστάλλους που αλλάζει όσα ξέραμε μέχρι σήμερα φέρνοντας στο προσκήνια μια τεχνολογία φθηνότερη, γρηγορότερη και φιλική προς το περιβάλλον.
Μέχρι σήμερα οι συσκευές κατασκευάζονται μέσω αργών, εξαιρετικά ακριβών μεθόδων που άτομα τοποθετούν ένα προς ένα τα στοιχεία ενός ανιχνευτή – σαν να συναρμολογούν ένα παζλ κομμάτι προς κομμάτι κάτω από ένα μικροσκόπιο.
«Ο κλάδος αντιμετωπίζει μια τέλεια καταιγίδα, όπου οι περιβαλλοντικοί κανονισμοί αυστηροποιούνται, ενώ η ζήτηση για υπέρυθρη όραση εκτοξεύεται», δήλωσε ο Ayaskanta Sahu, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής (CBE) στο NYU Tandon και κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Ενθαρρυντικά τα πρώτα δείγματα
Μια άλλη πρόκληση που κλήθηκαν να αντιμετωπίσουν οι ερευνητές ήταν η αγωγιμότητα των κβαντικών κρυστάλλων ώστε να μεταδίδει σήματα φωτός. Αυτό το πέτυχαν χρησιμοποιώντας μια τεχνική που προσαρμόζει την επιφάνεια των κβαντικών κουκίδων δημιουργώντας ομοιόμορφα φιλμ που αποδίδουν πολύ καλύτερα από τις παραδοσιακές μεθόδους.
Τα πρώτα δείγματα συσκευών είναι ενθαρρυντικά: ανταποκρίνονται στο υπέρυθρο φως σε κλίμακα μικροδευτερολέπτων – εκατοντάδες φορές πιο γρήγορα από το ανθρώπινο βλέφαρο – ενώ είναι ικανά να ανιχνεύσουν ακόμα και τα πιο αδύναμα σήματα φωτός (σ.σ. στην κεντρική φωτογραφία βλέπουμε ένα πρόσωπο αποτυπωμένο με υπέρυθρες).
«Ένα υλικό που θεωρούνταν για χρόνια ακατάλληλο για πρακτικές εφαρμογές, τώρα δείχνει ότι μπορεί να σταθεί ανταγωνιστικά», ανέφερε πως ο υποψήφιος διδάκτορας και πρώτο συγγραφέα της μελέτης, Shlok J. Paul.
Η εργασία αυτή προστίθεται σε προηγούμενη έρευνα, από τους ίδιους επικεφαλής, που είχε αναπτύξει διαφανή ηλεκτρόδια χρησιμοποιώντας νανοκαλώδια αργύρου.