Proprio come alcuni serpenti usano gli infrarossi per "vedere" di notte, I ricercatori dell'Università della Florida centrale stanno lavorando per creare una visione simile alla vipera per migliorare la sensibilità delle telecamere per la visione notturna.

La capacità di migliorare le capacità di visione notturna potrebbe avere implicazioni nel migliorare ciò che può essere visto nello spazio, nelle aree disastrate chimiche e biologiche, e sul campo di battaglia.

Uno studio che descrive in dettaglio il lavoro sulla visione notturna dei ricercatori dell'UCF è apparso di recente sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

"Con il rilevatore a infrarossi che abbiamo sviluppato, puoi estrarre più informazioni dall'oggetto che stai guardando al buio, " disse Debashis Chanda, professore associato presso il NanoScience Technology Center dell'UCF e ricercatore principale dello studio.

"Dire, stai guardando qualcuno di notte attraverso occhiali per la visione notturna. Stai guardando la sua firma a infrarossi, che sta venendo su tutto il suo corpo. Potrebbe avere un'arma nascosta che emette una diversa lunghezza d'onda della luce infrarossa, ma non puoi vedere che anche con un attualmente disponibile, caro, fotocamera raffreddata criogenicamente."

Il rivelatore a infrarossi sviluppato da Chanda e dal suo team, però, non ha bisogno di azoto liquido che lo raffreddi fino a -321 gradi estremi per essere abbastanza sensibile da rilevare diverse lunghezze d'onda della luce infrarossa. Funziona anche molto più velocemente delle telecamere per la visione notturna esistenti che non richiedono raffreddamento, ma sono lenti nell'elaborazione delle immagini.

Gli esseri umani vedono la luce nello spettro elettromagnetico che ha lunghezze d'onda che vanno da circa 400 a 700 nanometri, noto come spettro della luce visibile.

In questa ricerca, Chanda e il suo team stavano lavorando con lunghezze d'onda molto più lunghe che si estendono a circa 16, 000 nanometri.

Ciò consente al rivelatore UCF di discernere le diverse lunghezze d'onda nel dominio dell'infrarosso invisibile. Lo fa selezionando oggetti diversi che emettono lunghezze d'onda diverse.

Le attuali telecamere per la visione notturna non possono isolare i diversi oggetti in base alle loro distinte lunghezze d'onda infrarosse e invece integrano o raggruppano le lunghezze d'onda tutte insieme in modo che quelli che potrebbero essere diversi oggetti separati siano visti solo come uno attraverso l'obiettivo a infrarossi.

"Questa è una delle prime dimostrazioni dell'effettiva sintonizzazione dinamica della risposta spettrale del rivelatore o, in altre parole, selezionando quale "colore" a infrarossi si desidera vedere, " ha detto Chanda.

Con la nuova tecnologia, potrebbero essere assegnati "colori" infrarossi aggiuntivi per rappresentare elementi che riflettono diverse lunghezze d'onda della luce infrarossa, oltre ai colori standard di entrambi i verdi, arancione o nero visto nella visione notturna, ha detto Chanda.

Per gli astronomi, questo significa il potenziale per avere nuovi telescopi che vedono informazioni che prima erano invisibili nel dominio dell'infrarosso. Per aree con disastri chimici e biologici, o addirittura monitorare l'inquinamento, significa scattare una foto per ricevere un'analisi spettrale dei gas presenti in un'area, come monossido di carbonio o anidride carbonica, in base a come la luce infrarossa reagisce con le molecole chimiche.

Il trucco nello sviluppo del nuovo altamente sensibile, ma il rilevatore a infrarossi non raffreddato stava ingegnerizzando il grafene nanomateriale bidimensionale in un materiale in grado di trasportare una corrente elettrica.

I ricercatori hanno raggiunto questo obiettivo progettando il materiale in modo che fosse asimmetrico in modo che la differenza di temperatura creata dalla luce assorbita che colpisce le diverse parti del materiale causasse il flusso di elettroni da un lato all'altro, creando così una tensione.

Il processo è stato verificato anche utilizzando un modello sviluppato dal coautore dello studio Michael N. Leuenberger, un professore nel NanoScience Technology Center dell'UCF con incarichi congiunti presso il Dipartimento di Fisica e il College of Optics and Photonics.

La capacità del rilevatore di catturare un'immagine è stata testata un pixel alla volta.

Il dispositivo non è disponibile in commercio ma un giorno potrebbe essere integrato in fotocamere e telescopi.