Di recente, il settore tecnologico relativo alla visione notturna e dell’imaging termico sta per ottenere un aggiornamento importante. L’innovazione è stata presentata dal team di ricerca del MIT. Tale gruppo ha sviluppato un sensore a infrarossi incredibilmente sottile, sensibile a temperatura ambiente e pronto per rivoluzionare molteplici settori. Tale dispositivo è spesso appena 10 nanometri. Promette di ridurre il peso, il costo e la complessità delle attuali tecnologie di visione termica.
Nuovo sensore ultrasottile: ecco i dettagli
Tradizionalmente, i sensori a infrarossi richiedono ingombranti sistemi di raffreddamento criogenico per funzionare. Ciò perché il calore stesso del dispositivo può alterare i dati raccolti. La nuova membrana sviluppata dal team del professor Jeehwan Kim e del dottorando Xinyuan Zhang, invece, elimina tale esigenza. Realizzata in materiale piroelettrico PMN-PT, la membrana genera segnali elettrici al variare della temperatura. Ciò mantenendo prestazioni eccellenti senza necessità di raffreddamento estremo.
Il processo produttivo ha avuto origine da un fenomeno imprevisto. Grazie alla presenza di atomi di piombo, il film di PMN-PT si è separato spontaneamente dal substrato di zaffiro. Un risultato sorprendente che permette di riutilizzare il substrato e ridurre i costi di produzione. Tale metodo, oltre ad essere più economico, rende possibile la produzione di fogli perfetti. Pronti per essere integrati in dispositivi ultra-compatti.
Il prototipo, un array di 100 pixel, ha già dimostrato la sua capacità di rilevare variazioni di temperatura minime. Con una sensibilità paragonabile ai migliori sensori tradizionali a tellururo di mercurio-cadmio. A differenza di quest’ultimi, però, il nuovo sensore opera interamente a temperatura ambiente. Con un impatto enorme su portabilità e consumo energetico.
Le applicazioni di tale tecnologia sono vastissime. Ad esempio, potrebbero arrivare occhiali da notte leggeri come quelli da sole, capaci di rivelare calore umano e ostacoli invisibili al buio. Oppure automobili a guida autonoma in grado di monitorare simultaneamente la presenza di pedoni, la temperatura dell’asfalto e la formazione di ghiaccio. Il tutto grazie ad un unico sensore integrato. Anche il settore aerospaziale trarrebbe enormi benefici. I telescopi spaziali potrebbero osservare il cosmo freddo senza dover trasportare pesanti refrigeratori a elio liquido. In campo medico, sensori ultrasottili applicati a lenti a contatto potrebbero analizzare le temperature oculari per diagnosticare malattie precocemente. Anche i dispositivi elettronici ad alta densità potrebbero sfruttare membrane simili per monitorare la distribuzione termica interna. Prevenendo così guasti disastrosi.