Учені перетворили крила метелика в датчик інфрачервоного випромінювання

Амеріканскім фізикам вдалося зібрати надчутливий датчик теплового випромінювання з вуглецевих нанотрубок і самого незвичайного природного матеріалу - лусочок крил бабочек.

Подробние відомості були опубліковані в журналі Nature Photonics. Незвичайні метелики з роду Morpho відомі своїми яскравими і блискучими крилами, при цьому краса їх крил пов'язана не з особливою пігментацією, а неповторною структурою лусочок. «Грати» зі смужок хітину, що знаходяться на поверхні крил заломлюють і відображають світло особливим чином, це і надає метелику перламутрову забарвлення.

Научно-дослідна група під керівництвом Радислава Потірайло, фахівця з Центру глобальних досліджень відомої компанії General Electric в місті Ніскаюна займалася вивченням цих метеликів. Вчені відзначили, що колір крил метелика виду Morpho sulkowskyi змінюється при найменшій зміні температури повітря.

Чешуйчатая структура крил метелика була досліджена за допомогою високочувствітельного мікроскопа. На поверхні крил фізики помітили особливі светопреломляющие «ялинки», які то зменшувалися, то збільшувалися в залежності від коливань температури. Частота світла, який відбивався від крил, також змінювалася, оскільки довжина його хвилі прямим чином залежала від розмірів тих самих «ялинок» на лусочках.

Учение застосували крила метелика при складанні термочутливого датчика, прикріпивши кілька лусочок до його вуглецевих нанотрубок. Трубки з атомів вуглецю одношарового типу відмінно поглинають інфрачервоне випромінювання, тому додавання лусочок дозволило підвищити чутливість термодатчика, створеного на основі крил метелика.

Прінціп роботи нового приладу полягає в наступному: теплова енергія по вуглецевим трубках передається поступово на лусочки метелика. Вони починають міняти колір, що реєструється світлочутливими датчиками. Зміна кольору дозволяє комп'ютеру обчислити величину інфрачервоного випромінювання.

Создав прототип датчика, дослідники перевірили його роботу, повільно нагріваючи від негативних температур до високих (30 градусів за Цельсієм). Прилад реагував на самі незначні зміни температури навколишнього середовища. За відомостями вчених, подібний датчик набагато чутливіші більшості комерційних термодатчиків, вироблених сегодня.

• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов
• Новая и улучшенная камера, вдохновленная человеческим глазом
• Машинное обучение может помочь ответить на давние астрофизические вопросы
• Ученые связывают износ двигателей самолетов с попаданием пыли в крупных аэропортах
• Цемент, вдохновленный раковинами, стал в 19 раз гибче благодаря «спроектированным дефектам»
• Самый длинный в Северной Америке вантовый мост соединяет США и Канаду