研究人员表示,基于柔性、透明、原子级薄的碳片的高级热成像技术,有一天可能会使汽车配备夜视挡风玻璃成为可能。
热成像技术可以让人们看到物体以热量的形式散发的不可见红外线。热成像设备已经帮助士兵、警察、消防员和其他人员在黑暗和烟雾条件下看清事物,以便更好地完成他们的工作。
目前,许多热成像设备需要冷却系统来过滤背景热量,以便创建有用的图像。然而,这些冷却系统使设备的设计变得复杂,增加了它们的成本和体积。[改变世界的十大发明]
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现在,研究人员开发了一种基于石墨烯片材的新型热成像系统,每片石墨烯都由以蜂窝状排列的单层碳原子构成。石墨烯非常坚固——重量比钢强约 200 倍——并且具有很高的导电性。
该设备的核心是一个正方形的石墨烯片,它与微型硅设备 (MEMS) 结合在一起。这个正方形的石墨烯片用作热传感器,将热信号转换为电信号。
“石墨烯不仅非常适合晶体管和增强结构材料,而且还是我们所知的用于红外探测的最佳材料之一,”麻省理工学院电气工程师、该研究的合著者托马斯·帕拉西奥斯说。
研究人员没有使用冷却系统,而是将热传感器与设备的其余部分隔离。他们通过使用石墨烯条将热传感器悬挂在空气中,使其可以检测到传入的热量。这些条带还将电信号从热传感器传送到设备的其余部分。
科学家们发现,他们的设备可以在无需冷却液(也称为制冷剂)的情况下,识别室温下人手的热信号。研究人员认为,他们的发现有一天可能会带来柔性、透明、低成本的热成像系统。
帕拉西奥斯告诉 Live Science:“显著降低成本并提高红外成像仪的性能的优势在于,现在您可以开始在许多新地方引入这些相机。” “例如,在未来,我们可以将红外探测器集成到每部手机和每台笔记本电脑中。这意味着,在未来,您只需在它们面前挥手即可控制它们。”
帕拉西奥斯说,虽然现在的计算机可以使用普通摄像头来识别手势,“但要识别你的手在哪里以及它们是如何移动的,需要大量的计算能力。” “通过使用红外传感器,身体的成像得到了简化,因为热成像很容易识别人体相对于背景的轮廓,背景往往处于较低的温度。”
帕拉西奥斯说,薄、柔性、透明的热成像系统“也可以集成到车辆的挡风玻璃中”。 “您将能够实时查看夜视系统,而不会阻碍驾驶员对道路的正常视线。”
科学家们在10月15日在线发表了他们的研究结果,刊登在《纳米快报》杂志上。
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