science >> Wetenschap >  >> Fysica

Microschaal IR-spectroscopie mogelijk gemaakt door faseveranderingsmaterialen en meta-oppervlakken

Illustratie van het meta-oppervlak dat in wisselwerking staat met gasmoleculen. Krediet:SUTD

Het midden-infrarood is een interessant onderdeel van het elektromagnetische spectrum dat bestaat uit kleuren die niet door het menselijk oog kunnen worden gezien. Veel chemische moleculen resoneren wanneer ze worden verlicht door infrarood licht. Deze infraroodresonantie kan vervolgens worden gebruikt om de moleculen te identificeren of een "vingerafdruk" te maken. Het infrarood is daarom, bruikbaar voor tal van toepassingen, inclusief monitoring van luchtverontreiniging, opsporen van explosieven en verdovende middelen, het meten van voedselkwaliteit, en vele anderen. Echter, infrarood optische componenten zijn meestal groot, duur, en niet afstembaar.

Onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) in samenwerking met Dalian University of Technology (DUT) en de Singapore Sinchrotron Light Source (SSLS), hebben aangetoond dat afstembare faseovergangsmaterialen, die vaker worden aangetroffen in apparaten voor gegevensopslag, kan worden gebruikt om de respons van microschaal infrarood doorlatende "metasurface" filters af te stemmen. De filters kunnen worden afgestemd over de brede frequentieband in het midden-infraroodspectrum waar veel vervuilende gassen trillen.

SUTD hoofdonderzoeker, Assistent-professor Robert Simpson zei:"Deze infraroodfilters zijn zo klein dat ze in een smartphone kunnen worden ingebouwd. Hiermee kun je de kwaliteit meten van de olie die is gebruikt om je eten te braden, meet de lucht die je inademt, of om vloeistoffen te meten die uit uw lichaam worden verdreven om de toestand van uw gezondheid te controleren."

Dit onderzoek is gepubliceerd in Geavanceerde optische materialen , dat bekend staat om het publiceren van baanbrekend interdisciplinair onderzoek dat zich richt op interacties tussen licht en materie.