Forskere fra forskellige amerikanske universiteter har udviklet en ny metode til at producere ultrafølsomme membraner med en tykkelse på blot 10 nanometer. Denne opdagelse har potentiale til at revolutionere nattesyn og termografi og vil være afgørende for udviklingen af adskillige andre teknologier.
Denne innovative membranproduktionsmetode blev udviklet takket være deltagelse af repræsentanter fra Rensselaer Polytechnic Institute. Forskere fra mange andre uddannelsesinstitutioner spillede også en nøglerolle i denne proces. Dette samarbejde har resulteret i en revolutionerende opdagelse, der radikalt kan ændre udseendet, ydeevnen og tilgængeligheden af nattesynsudstyr og termiske kameraer.
Det offentliggjorte studie beskriver en ny metode til fremstilling af ultratynde krystallinske membraner. Disse membraner er betydeligt bedre end deres forgængere. De udviser øget følsomhed, hvilket gør dem i stand til at detektere lave niveauer af infrarød stråling. De eliminerer også behovet for køling, hvilket reducerer enhedens størrelse og udstyrsomkostninger betydeligt. Denne opdagelse er kulminationen af flere tidligere udviklinger. Tidligere eksperimenter producerede lignende membraner, men de var for sprøde og knækkede under fjernelse fra fremstillingssubstraterne. Da forskerne forbedrede hele processen, ophørte membranafskalning med at være et problem. Produktet kan nu let fjernes under produktionen uden at forårsage skade.
I starten opnåede forskerne det ønskede resultat ved at tilføje et nyt lag. Det blev placeret mellem membranen og fremstillingssubstraterne og fungerede som en afstandsholder. Dette forenklede separationsprocessen og forhindrede skader. Denne løsning gjorde imidlertid produktionen ekstremt kompleks og dyr. Professor Yunfeng Shi foreslog en mere lovende idé. Han og hans kolleger demonstrerede den samme proces uden et bufferlag. Forbedringen involverede brugen af et blyholdigt materiale til at fremstille membranen. Blyatomer reducerer interaktionen mellem membranen og fremstillingssubstraterne og minimerer dermed sandsynligheden for delvis adhæsion.
En innovativ metode har gjort det muligt for forskere at masseproducere sådanne ultratynde film. Denne proces bruger et såkaldt PMN-PT-materiale. Det har forbedrede pyroelektriske egenskaber, der gør det muligt at generere en elektrisk ladning ved udsættelse for varme. Desuden øgede forskerne den allerede høje termiske følsomhed til rekordniveauer, der tidligere blev anset for umulige. Dette blev opnået ved at komprimere membranen mere intenst. Efter alle disse manipulationer nåede dens tykkelse 10 nanometer, endnu en rekord inden for dette felt.
Denne udvikling åbner ubegrænsede muligheder for udvikling af snesevis af teknologier. Ved at øge den termiske følsomhed er det ikke kun muligt at ændre driftsprincipperne for termisk billeddannelse, men også at forbedre effektiviteten af termiske riffelsigter, monokulærer, kikkerter, diverse kameraer og andet næste generations udstyr. Der forventes også et spring i udviklingen inden for områder som militær, biomedicin, astronomi, autonom kørsel og andre. Inden for disse områder vil denne innovative udvikling eliminere adskillige eksisterende problemer og forbedre effektiviteten af forskelligt udstyr.
Ændringer kan ikke blot påvirke de beskrevne membraner, men også andre typer af disse krystallinske elementer. Teoretisk set vil dette åbne op for endnu større muligheder for udvikling af mange teknologier, herunder nattesyn og termisk billeddannelse. Forskere har allerede identificeret hundredvis af praktiske anvendelser til deres udvikling. I fremtiden vil deres antal fortsætte med at vokse, hvilket øger betydningen af deres præstation.
Efterlad en kommentar