science >> Wetenschap >  >> Chemie

Oog hebben voor kleuren:bedrukbare lichtsensoren

Kleurselectieve organische lichtsensoren geproduceerd door inkjetprinten met halfgeleidende inkten. Krediet:Noah Strobel, KIT

camera's, lichtbarrières, en bewegingssensoren hebben één ding gemeen:ze werken met lichtsensoren die al in veel toepassingen voorkomen. In de toekomst, deze sensoren kunnen ook een belangrijke rol spelen in de telecommunicatie, omdat ze gegevensoverdracht via licht mogelijk maken. In het InnovationLab in Heidelberg, wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) slaagden erin beslissende vooruitgang te boeken:afdrukbare lichtsensoren die kleuren kunnen zien. De resultaten worden nu gerapporteerd in Geavanceerde materialen .

Nieuwe technologieën zullen de vraag naar optische sensoren voor een verscheidenheid aan toepassingen doen toenemen, inclusief zichtbaar licht communicatie (VLC). VLC gebruikt binnenverlichting van gebouwen voor optische communicatie. Op het gebied van veiligheid, snelheid, en toegankelijkheid, deze technologie heeft een aantal voordelen ten opzichte van conventionele transmissieprocessen, zoals WLAN of Bluetooth. "Ons onderzoek is gebaseerd op het idee om de voordelen van een speciaal soort materiaal te combineren, namelijk, organische halfgeleiders, en hun productie door drukprocessen, " zegt Dr. Gerardo Hernandez-Sosa van KIT's Light Technology Institute, een van de auteurs van de publicatie.

Halfgeleiders vormen de basis van computers, smartphones, zonnepanelen, en vele andere technologieën. Sommige halfgeleidende materialen reageren op licht door hun geleidbaarheid te veranderen. Lichtintensiteit kan worden gemeten als elektrische stroom. Met behulp van een printer, sommige materialen kunnen worden aangebracht op een dragermateriaal zoals drukinkt. Deze materialen reageren op verschillende golflengten, wat betekent dat ze kleuren kunnen onderscheiden. Het team van Hernandez-Sosa is er nu in geslaagd een materiaalsamenstelling te vinden die geschikt is voor gebruik als golflengtegevoelige lichtdetector en voor het printen op flexibele dragers. Afdrukken kan worden uitgevoerd op zeer kleine tot zeer grote oppervlakken. De lay-out kan eenvoudig worden ontworpen met behulp van een computer. "Grote aantallen van deze fotodetectoren van elk ontwerp kunnen worden geproduceerd op flexibele, lichte materialen. Vandaar, ze zijn bijzonder geschikt voor mobiele apparaten, " zegt eerste auteur Noah Strobel.

Het printen van halfgeleidercomponenten is een relatief jong proces, maar heeft een aanzienlijk potentieel voor toekomstige toepassingen. De industrie investeert al fors in de productie van bedrukte OLED-schermen voor tv's en smartphones. Bedrukte flexibele zonnecellen of druksensoren zijn al in de handel verkrijgbaar. De productie van gedrukte lichtdetectoren heeft ook de industriële schaal bereikt. Het is daarom zeer waarschijnlijk dat deze elementen in de toekomst in veel toepassingen zullen worden gebruikt, nog meer, nu de vraag naar sensoren in het internet der dingen toeneemt, in slimme steden, en in Industrie 4.0.