Sensor optik ultra tipis yang fleksibel yang menggunakan tabung nano karbon untuk mengubah cahaya menjadi sinyal listrik telah diluncurkan oleh Rei Kawabata dan rekannya. Tim di Universitas Osaka Jepang mengatakan bahwa perangkat mereka dapat menghasilkan teknologi pencitraan optik yang lebih baik.
Sensor optik memainkan peran penting dalam teknologi pencitraan modern. Sejauh ini, sensor konvensional banyak mengandalkan elemen semikonduktor konvensional untuk mengubah cahaya menjadi sinyal listrik. Namun, untuk menghindari kerusakan, perangkat ini cenderung dipasang pada papan yang tebal dan kokoh, sehingga membatasi bentuk permukaan yang dapat difoto dari dekat.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti mulai mengeksplorasi kemungkinan yang ditimbulkan oleh sensor tipe lembaran yang terbuat dari bahan organik fleksibel. Pada prinsipnya, sensor ini dapat membungkus permukaan yang lebih kompleks dan mencitrakannya, apa pun bentuknya. Namun sejauh ini, sensor-sensor ini belum bisa menyamai kemampuan sensor-sensor anorganik yang lebih kaku.
Transistor tidak stabil
“Bandwidth pendeteksian sensor optik tipe lembaran konvensional sempit,” jelas Osaka Teppei Araki. “Hal ini menyulitkan mereka untuk mendeteksi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang panjang (inframerah hingga terahertz) yang diperlukan untuk analisis termal dan kimia.” Selain itu, transistor organik fleksibel yang diperlukan untuk pengoperasiannya diketahui menjadi tidak stabil ketika disinari oleh cahaya.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim melihat sifat unik dari tabung nano karbon. Tidak hanya mereka sangat fleksibel; struktur molekulnya yang unik juga menjadikannya sangat baik dalam mengubah cahaya menjadi energi listrik.
Untuk memanfaatkan keunggulan ini, para peneliti mengembangkan teknik untuk mencetak fotodetektor karbon nanotube ke substrat film tipis. Nanotube diolah dengan bahan kimia untuk lebih meningkatkan sensitivitasnya terhadap cahaya.
Lembar fotosensor
“Dengan mengintegrasikan fotodetektor karbon nanotube dan transistor organik dalam susunan pada substrat polimer ultra-tipis, kami telah mengembangkan fotosensor tipe lembaran yang menunjukkan stabilitas, fleksibilitas, dan sensitivitas tinggi pada suhu kamar dan di udara,” kata Araki.
Tim menemukan bahwa sensornya sangat efisien dalam mendeteksi spektrum luas mulai dari cahaya tampak hingga radiasi terahertz. Dengan mengintegrasikan struktur pelindung – yang tidak mengurangi fleksibilitas – mereka juga memastikan bahwa transistor fleksibel perangkat terus beroperasi dengan andal saat terkena cahaya. Hal ini memungkinkan perangkat untuk memperkuat sinyal sensor dengan faktor 10.
Perangkat ini digambarkan sebagai sensor cahaya yang sangat fleksibel yang cocok untuk beragam aplikasi pencitraan. “Kami telah mengembangkan sensor optik tipe lembaran tipis dan lembut yang tidak merusak objek yang akan diukur,” jelas Araki.
Integrasi Bluetooth
Tim kemudian mengintegrasikan modul Bluetooth dengan sensor sehingga perangkat dapat digunakan dari jarak jauh.
Sel surya ultra tipis yang fleksibel mendapatkan peningkatan efisiensi
“Kami telah mewujudkan sistem pengukuran nirkabel yang dapat dengan mudah mendeteksi dan mencitrakan tidak hanya cahaya, tetapi juga gelombang elektromagnetik yang terkait dengan panas dan molekul,” kata Araki.
Para peneliti menggunakan prototipe sensor mereka dalam dua demonstrasi yang berhasil. Yang pertama melibatkan penginderaan panas yang dilepaskan oleh jari-jari manusia; dan yang lainnya melibatkan pemantauan larutan gula hangat saat mengalir melalui tabung tipis. Tim juga menunjukkan bahwa perangkat mereka sangat tahan lama karena berfungsi dengan baik setelah diremas menjadi bola.
Mereka kini bertujuan untuk meningkatkan perangkat agar dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. “Sistem pengukuran nirkabel kami memperluas kemungkinan metode pengujian non-destruktif,” kata Araki. “Ini dapat mencakup pencitraan non-kontak, dan evaluasi kualitas cairan sederhana tanpa perlu mengumpulkan sampel. Ini juga diharapkan dapat digunakan pada perangkat wearable dan perangkat pencitraan portabel.”
Penelitian tersebut dijelaskan dalam advanced Material.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://physicsworld.com/a/carbon-nanotubes-make-optical-sensor-flexible-and-ultrathin/
