【蝴蝶燈的方式來更好的熱成像】

東離子

【蝴蝶燈的方式來更好的熱成像】

 

靈感來自於大自然

五彩斑斕的蝴蝶翅膀的屬性的研究可以幫助工程師開發更小，更快的溫度傳感器，根據研究人員在美國。

他們也說，該技術可以工作，而不需要昂貴而笨重的冷卻技術也可能產生影響的成像技術，如熱夜視和醫療診斷。

有許多方法，如測量電阻變化時，某些物質變溫度檢測熱。

但是，入射的輻射仍然是敏感的，這些器件必須不斷冷卻，否則他們會繼續寄存器的存在下在一段時間內的熱源後，已被移開。

其結果是，在最敏感的熱成像儀需要液氦製冷。

由於散熱片比較大，耗電，這限制了傳感器的最小尺寸和效率。

這些要求構成了嚴峻的挑戰，對於那些設計便攜式設備，如熱成像護目鏡。事實上，護目鏡提出了一個特別的問題，因為一個理想的對可見光，這是難以實現的帶散熱片的方式中，將是透明的。

現在，的拉迪斯拉夫Potyrailo和他的同事在通用電氣公司全球研究中心在紐約和奧爾巴尼大學已表明雙方都能滿意的目標靈敏度高，方便與來自大自然的一點點幫助。

他們已經創造了一個重大的啟發形態的蝴蝶，這是覆蓋著鱗片，反映和吸收某些波長的光在別人的翅膀。雖然這個過程是由科學家不能完全理解，它是已知，作為翼加熱，反射不同波長的可見光輻射的強度稍有變化，這改變了顏色的機翼。

易寒心

Potyrailo的球隊決定調查這個效果，以找出是否可以使用同樣的原則，構建一個合成溫度傳感器。

如果可能的話，這將超過目前的溫度傳感器中有一個顯著的優勢，因為幾丁質製成的，這是一種天然的聚合物，具有低得多的熱容量比今天的傳感器中使用的金屬和半導體的形態蝴蝶翅膀。這意味著，採用這種技術的一個傳感器可以迅速冷卻，而不需散熱片。

Potyrailo的團隊測試了紅外形態秤的吸收和發現時的尺度被加熱紅外輻射一側，熱膨脹引起的山脊到移動再稍微分開，從而改變反映和吸收時，白光打鱗從波長另一邊。效應的同時，幾丁質的折射率略有減少。

裝飾用碳納米管

在以前的工作的基礎上，由其他研究人員發現，裝飾材料的表面與碳納米管增強吸收紅外輻射的能力表明，該球隊邊路紅外吸收更好，如果加入到碳納米管的露出面。

作為獎勵，由於碳納米管具有優異的導熱性，裝飾幫助熱擴散通過幾丁質相差的照射的部位，從而提供了一種分子散熱器。

研究尚處於早期階段，研究人員將需要找到一種方式來生產納米甲殼素 - 或類似的材料 - 合成才可以產生一個可行的傳感器。

但研究人員認為工作可能有一天會相對便宜，多色熱圖像傳感器，其中一種顏色將顯示為中紅外和遠紅外的另一個。

如果我們有一個非常小的像素大小，那麼在相同或鄰近的像素中，我們可以創建這些”聖誕樹“，都響應紅外光譜不同地區和它們將被響應與不同的顏色。

這些天它要么是幾個芯片結合在一起還是非常複雜的，非常複雜的熱傳感器的設計，說：Potyrailo。

巧妙地利用自然結構

磨憨Srinivasarao佐治亞理工學院，蝴蝶翅膀上的專家說：我發現[工作]是一個非常巧妙地利用了自然光子結構形態熱帶蝴蝶翅膀上的鱗片。

在我看來，我們更仔細看看這些結構，我們更要找到更多的方式使用它們，當然，蝴蝶可能沒有這些結構，我們可能會發現，我們期待更多的用途緊密結合。

這項研究發表在“ 自然光子學“。

作者簡介

蒂姆·沃根是一個總部設在英國的科普作家

 

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/feb/14/butterfly-lights-the-way-to-better-thermal-imaging