Arquitetura do fotodetector infravermelho (PD) e do dispositivo de conversão para luz visível (OUC).
[Imagem: Karen Strassel et al. – 10.1080/14686996.2021.1891842]
Visão infravermelha
Os óculos e aparelhos de visão noturna – que mostram diferenças no calor dos objetos, permitindo vê-los no escuro – logo poderão se tornar mais baratos e mais acessíveis a uma base mais ampla de consumidores.
Karen Strassel e seus colegas do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais (EMPA) desenvolveram um corante que consegue detectar ondas de luz na faixa do infravermelho curto.
Como é estável a altas temperaturas e pode ser fabricado a um custo baixo, a equipe acredita que o material pode substituir os caros e delicados sensores eletrônicos de infravermelho por nada além de uma tinta.
O olho humano só consegue detectar um segmento muito estreito do espectro eletromagnético, de cerca de 400 a 700 nanômetros. A região do infravermelho curto, por outro lado, se estende de 1.000 a 2.500 nanômetros.
Câmeras especialmente projetadas podem tirar fotos de objetos que refletem essas ondas, razão pela qual são usadas para melhorar a visão noturna, em sensoriamento remoto aéreo, em imagens médicas de tecidos profundos do corpo e na chamada visão artificial, em que câmeras ajudam a avaliar a composição e a qualidade de produtos industriais, estruturas de edifícios e até produtos alimentares.
Tinta detecta infravermelho
O que a equipe fez foi desenvolver um corante orgânico que captura essa luz infravermelha e a reemite no comprimento de onda da luz visível.
O dispositivo usa dois componentes orgânicos (materiais feitos de carbono): Um substrato flexível revestido com corante de esquaraína (uma amida dissubstituída), combinado com um diodo emissor de luz orgânica (OLED). Quando o corante absorve as ondas infravermelhas, uma corrente elétrica é gerada e convertida diretamente em uma imagem visível pelo OLED.
O corante permanece estável até 200°C e o protótipo construído pela equipe permaneceu estável durante várias semanas no laboratório sem qualquer desenvolvimento adicional de proteção.
“Conversores ascendentes totalmente orgânicos podem levar a aplicações que não podem ser realizadas com a tecnologia atual. Por exemplo, dispositivos invisíveis de visão noturna podem ser integrados diretamente nos pára-brisas dos carros sem afetar o campo visual,” antevê o professor Roland Hany, coordenador da equipe.
Bibliografia:
Artigo: hortwave infrared-absorbing squaraine dyes for all-organic optical upconversion devices
Autores: Karen Strassel, Wei-Hsu Hu, Sonja Osbild, Daniele Padula, Daniel Rentsch, Sergii Yakunin, Yevhen Shynkarenko, Maksym Kovalenko, Frank Nüesch, Roland Hany, Michael Bauer
Revista: Science and Technology of Advanced Materials
Vol.: 22, Issue 1
DOI: 10.1080/14686996.2021.1891842
