Net zoals sommige slangen infrarood gebruiken om 's nachts te 'zien', Onderzoekers van de University of Central Florida werken aan een vergelijkbaar adderzicht om de gevoeligheid van nachtzichtcamera's te verbeteren.

Het vermogen om nachtzichtmogelijkheden te verbeteren, kan gevolgen hebben voor het verbeteren van wat in de ruimte kan worden gezien, in chemische en biologische rampgebieden, en op het slagveld.

Een studie die het nachtzichtwerk van de UCF-onderzoekers beschrijft, verscheen onlangs in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

"Met de infrarooddetector die we hebben ontwikkeld, je kunt meer informatie halen uit het object waar je naar kijkt in het donker, " zei Debashis Chanda, een universitair hoofddocent in het NanoScience Technology Center van UCF en de hoofdonderzoeker van de studie.

"Zeggen, je kijkt 's nachts naar iemand door een nachtkijker. Je kijkt naar zijn infrarood handtekening, die over zijn hele lichaam komt. Hij heeft misschien een verborgen wapen dat een andere golflengte van infrarood licht uitzendt, maar je kunt dat niet zien, zelfs niet met een momenteel beschikbare, duur, cryogeen gekoelde camera."

De infrarooddetector ontwikkeld door Chanda en zijn team, echter, heeft geen vloeibare stikstof nodig om het tot een extreme -321 graden te koelen om gevoelig genoeg te zijn om verschillende golflengten van infrarood licht te detecteren. Het werkt ook veel sneller dan bestaande nachtzichtcamera's die geen koeling nodig hebben, maar zijn traag om beelden te verwerken.

Mensen zien licht in het elektromagnetische spectrum met golflengten van ongeveer 400 tot 700 nanometer lang, die bekend staat als het zichtbare lichtspectrum.

In dit onderzoek, Chanda en zijn team werkten met veel langere golflengten die zich uitstrekken tot ongeveer 16, 000 nanometer.

Daardoor kan de UCF-detector de verschillende golflengten in het onzichtbare infrarooddomein onderscheiden. Het doet dit door verschillende objecten te selecteren die verschillende golflengten uitzenden.

Huidige nachtzichtcamera's kunnen de verschillende objecten niet isoleren op basis van hun verschillende infraroodgolflengten en in plaats daarvan de golflengten integreren of samenvoegen, zodat wat mogelijk verschillende afzonderlijke objecten zijn, alleen als één worden gezien door de infraroodlens.

"Dit is een van de eerste demonstraties van het daadwerkelijk dynamisch afstemmen van de spectrale respons van de detector of, met andere woorden, selecteren welke infrarood 'kleur' ​​je wilt zien, ' zei Chanda.

Met de nieuwe technologie, extra infrarood "kleuren" kunnen worden toegewezen om items weer te geven die verschillende golflengten van infrarood licht reflecteren, naast de standaardkleuren groen, oranje of zwart gezien in nachtzicht, zei Chanda.

Voor astronomen, dit betekent het potentieel om nieuwe telescopen te hebben die informatie zien die voorheen onzichtbaar was in het infrarooddomein. Voor gebieden met chemische en biologische rampen, of zelfs toezicht houden op vervuiling, het betekent een foto maken om een ​​spectrale analyse te krijgen van de gassen die in een gebied aanwezig zijn, zoals koolmonoxide of kooldioxide, gebaseerd op hoe infrarood licht reageert met chemische moleculen.

De truc bij het ontwikkelen van de nieuwe hooggevoelige, maar een ongekoelde infrarooddetector heeft het tweedimensionale nanomateriaal grafeen gemanipuleerd tot een materiaal dat een elektrische stroom kan geleiden.

De onderzoekers bereikten dit door het materiaal asymmetrisch te ontwerpen, zodat het temperatuurverschil dat wordt gecreëerd door geabsorbeerd licht dat de verschillende delen van het materiaal raakt, ervoor zorgt dat elektronen van de ene naar de andere kant stromen. waardoor een spanning ontstaat.

Het proces werd ook geverifieerd met behulp van een model ontwikkeld door co-auteur Michael N. Leuenberger, een professor in UCF's NanoScience Technology Center met gezamenlijke benoemingen in de afdeling Natuurkunde en het College van Optica en Fotonica.

Het vermogen van de detector om een ​​beeld vast te leggen werd pixel voor pixel getest.

Het apparaat is niet in de handel verkrijgbaar, maar zou ooit in camera's en telescopen kunnen worden geïntegreerd.