Ultradünne Graphen kann verbessern Night Vision Tech

Nachtsicht-Windschutzscheiben auf Autos könnte eines Tages möglich sein mit fortgeschrittenen Wärmebildtechnik basierend auf flexible, transparente, atomar dünnen Platten aus Kohlenstoff, sagen Forscher.

Wärmebildkameras kann Menschen sehen, dass die unsichtbare Infrarot Strahlen diese Objekte Schuppen als Wärme. Wärmebildgeräte haben dazu beigetragen, Soldaten, Polizei, Feuerwehr und andere sehen im Dunkeln und in rauchigen Bedingungen, damit sie besser ihre Arbeit tun können.

Derzeit benötigen viele Wärmebildgeräte Kühlsysteme Hintergrund Hitze herausfiltern, um nützliche Bilder zu schaffen. Diese Kühlsysteme erschweren jedoch das Design der Geräte, ihre Kosten und Sperrigkeit. [Top 10 Erfindungen, die die Welt veränderten]

Jetzt haben Forscher eine neue Wärmebildkamera-System auf Basis von entwickelt machte Blätter von Graphen, die jeweils einer einzelnen Schicht von Kohlenstoffatomen in einem Wabenmuster angeordnet. Graphen ist außerordentlich starke – etwa 200 mal stärker als Stahl nach Gewicht – und höchst elektrisch leitfähig.

Das Herz des Gerätes ist ein quadratischer Patch von Graphen mit mikroskopisch kleinen Silizium-Geräten (MEMS) kombiniert. Dieser quadratische Patch dient als Temperatursensor, thermische Signale in elektrische Signale umzuwandeln.

"Graphen ist nicht nur ideal für Transistoren und ideal für strukturelle Verstärkungsmaterialien, aber es ist auch eines der besten Materialien, die wir für Infrarot-Erkennung wissen,", sagte Co-Studienautor Tomás Palacios, Elektroingenieur am Massachusetts Institute of Technology.

Anstelle eines Kühlsystems, isoliert die Forscher den Temperatursensor vom Rest des Gerätes. Sie taten dies mit Streifen von Graphen aussetzen der Temperatursensor an der frischen Luft, wo es eingehende Wärme erkennen konnte. Diese Streifen vermitteln auch elektrische Signale aus der Temperatursensor für den Rest des Gerätes.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass ihr Gerät die Hitze Signatur einer menschlichen Hand bei Raumtemperatur ohne Kühlung Flüssigkeiten, bekannt als Kältemittel machen könnte. Die Forscher vermuten, dass ihre Ergebnisse eines Tages, flexible, transparente und kostengünstige Wärmebildsysteme führen könnte.

"Der Vorteil der erheblich Senkung der Kosten und Steigerung der Leistung von Infrarot-Imager, die jetzt Sie beginnen können, die Einführung dieser Kameras in viele neue Orte", sagte Palacios Leben Wissenschaft. "Zum Beispiel können in Zukunft wir Infrarot-Detektoren, die in jedem Handy und jedem Laptop integriert haben. Das bedeutet, dass in der Zukunft, Sie sie nur durch Ihre Hand vor ihnen winken zu kontrollieren."

Obwohl Computer heute normale Kameras verwenden können, um Gesten zu erkennen, sagte "es braucht einiges an Rechenleistung zu identifizieren, wo Ihre Hände sind und wie sie sich bewegen," Palacios. "Mithilfe eines Infrarot-Sensors wird Bildgebung des Körpers vereinfacht, da es sehr einfach für Wärmebildkameras um die Konturen des menschlichen Körpers in Bezug auf Herkunft, zu identifizieren, die tendenziell bei einer niedrigeren Temperatur."

Dünne, flexible, transparente Thermal imaging-Systemen "könnte auch in die Windschutzscheiben der Fahrzeuge integriert werden", sagte Palacios. "Sie wäre in der Lage, Nachtsicht-Systeme in Echtzeit anzeigen, ohne regelmäßige Sicht des Fahrers auf die Straße zu blockieren."

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-Okt. 15 in der Fachzeitschrift Nano Letters.

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