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.

• Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
• Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
• ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
• Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед