Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet pienikokoisen anturin, joka tunnistaa ihmisille näkymättömiä valon ominaisuuksia.
Kooltaan noin 200 kertaa ihmisen hiuksen poikkileikkausta pienempi sensori voi mullistaa kuluttajaelektroniikan jo lähitulevaisuudessa, tutkijat uskovat.
Tehokas mutta edullinen jokamiehen spektrometri voidaan liittää vaikkapa älypuhelimeen.
Anturilla varustettu kännykkä tai päälle puettava laite esimerkiksi diagnosoisi sairauksia, havaitsisi väärennetyn lääkkeen tai varoittaisi pilaantuneesta ruoasta.
Innovaatiosta on hyötyä myös autonomisessa ajamisessa, jossa auto liikkuu ilman ihmisen jatkuvaa ohjausta.
Spektrintunnistus paljastaa yksityiskohtia, joita ihmissilmä ei näe. Perinteisesti tekniikka kuitenkin vaati suuria ja kalliita laboratorioissa ja teollisuudessa käytettäviä järjestelmiä.
Eri väreille sähköinen sormenjälki
”Se on kuin taiteilija, joka oppii erottamaan satoja hienovaraisia värisävyjä”, kuvailee läpimurtokeksintöä tutkimuksen johtaja, professori Zhipei Sun.
Tutkijat kouluttivat anturin kohdistamalla siihen laajavärisen valospektrin. Näin se oppi luomaan ainutlaatuisia sähköisiä sormenjälkiä jokaiselle valotyypille.
Kun älykäs algoritmi tulkitsee valon eri värien sormenjäljet, anturi kykenee tunnistamaan tarkasti materiaalit ja analysoimaan niiden ominaisuuksia.
Sunin mukaan minilaitteen tarkkuus on verrattavissa laboratorioiden suurikokoisiin antureihin.
Orgaanisista väriaineista metalleihin ja puolijohteisiin
Perinteiset spektrianturit vaativat isoja optisia komponentteja, kuten prismoja tai hiloja.
Aallon pikkuanturi sen sijaan erottelee spektrin sähköisten valovasteidensa avulla, mikä tekee siitä ihanteellisen integroitavaksi pieniin laitteisiin.
Tutkijat osoittivat, että laite pystyy tunnistamaan materiaaleja suoraan niiden luminesenssin eli niiden valona vapauttaman energian perusteella.
Tämä pätee niin orgaanisiin väriaineisiin, metalleihin, puolijohteisiin ja elektroniikassa eristeinä hyödynnettäviin dielektrisiin aineisiin.
Aallon tutkijoiden tutkimusartikkeli on julkaistu Science Advances -lehdessä.
Päivi Ikonen
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!