Ultratenká elektronická fólie je ideální pro noční vidění. Využití je v lehkých brýlích nebo i na sklech automobilů

Datum 26.04.2025

Nově vyvinutá fólie by mohla umožnit lehčí, přenosnější a vysoce přesná zařízení pro snímání vzdáleného infračerveného záření (IR) s potenciálním využitím pro brýle pro noční vidění a autonomní řízení v mlze. Foto: Adam Glanzman / MIT

Vědci z MIT vyvinuli dosud nejtenčí pyroelektrickou membránu o tloušťce pouhých 10 nanometrů a prokázali, že tato vrstva je vysoce citlivá na teplo a záření v celém infračerveném spektru. Nově vyvinutá fólie by mohla umožnit vytvoření lehčích, přenosnějších a vysoce přesných zařízení pro snímání vzdáleného infračerveného záření (IR) s potenciálním využitím pro brýle pro noční vidění a autonomní řízení v mlžných podmínkách.

„Tato fólie výrazně snižuje hmotnost a náklady, takže je lehká, přenosná a snadněji se integruje,“ vysvětluje Xinyuan Zhang, postgraduální student z katedry materiálových věd a inženýrství (DMSE) MIT. „Mohla by se například nosit přímo na brýlích.“

Současné nejmodernější senzory dalekého infračerveného záření vyžadují objemné chladicí prvky. Naproti tomu nová pyroelektrická tenká vrstva nevyžaduje, podle zprávy z MIT News, žádné chlazení a je citlivá na mnohem menší změny teploty. Takový pyroelektrický film obsahuje uspořádané rozložení atomů olova, které mají velkou „elektronovou afinitu“, což znamená, že olovo přitahuje elektrony a brání nosičům náboje v cestě a připojení k jinému materiálu, například k podkladovému substrátu. Olovo působí jako malé nepřilnavé jednotky, které umožňují, aby se materiál jako celek odlepil, a to zcela neporušený, píše se dále ve zprávě této americké univerzity.

Citlivost pyroelektrického pole je srovnatelná s nejmodernějšími přístroji pro noční vidění a výzkumníci zkoumají způsoby, jak tuto fólii zabudovat do lehčích a přesnějších brýlí pro noční vidění. Současné brýle a dalekohledy pro noční vidění jsou těžké a neskladné. S novým přístupem skupiny založeným na pyroelektrickém principu by takové brýle pro noční vidění mohly mít stejnou citlivost bez chladicí váhy.

Fólie snímající teplo by mohla mít využití také při snímání životního prostředí a biologických jevů, stejně jako při zobrazování astrofyzikálních jevů, které vyzařují vzdálené infračervené záření. Výzkumníci také zjistili, že fólie jsou citlivé nad rámec rozsahu současných přístrojů pro noční vidění a mohou reagovat na vlnové délky v celém infračerveném spektru.

To naznačuje, že by mohly být zabudovány do malých, lehkých a přenosných zařízení pro různé aplikace, které vyžadují různé infračervené oblasti. Při integraci do platforem autonomních vozidel by tyto fólie mohly umožnit automobilům „vidět“ chodce a vozidla v úplné tmě nebo v mlze a za deště.

Fólie by také mohly být použity v plynových senzorech pro monitorování životního prostředí v reálném čase a na místě, kde by pomáhaly odhalovat znečišťující látky. V elektronice by mohly monitorovat tepelné změny v polovodičových čipech a zachytit tak včasné příznaky nefunkčnosti prvků. Možné využití takovéto elektronické fólie je mnoho.

René Pajurek
zdroj: MIT News