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.

• ИИ и смешанную реальность впервые объединили при установке зубного импланта
• Капли воды могут повреждать краску микроскопическими электрическими разрядами
• Умные часы завышают расход калорий: учёные проверили четыре популярные модели
• Учёные обнаружили, что сверхтонкие алмазные мембраны способны вырабатывать электричество
• Учёные разработали жевательную резинку, которая может снижать уровень HPV и опасных бактерий во рту
• Ученые расплавили алмаз при давлении выше, чем в недрах Нептуна
• Учёные превратили спутники Starlink в гигантский сканер верхних слоёв атмосферы
• Новый катализатор позволит сократить расход платины в водородных топливных элементах на 75%