Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. LI Jia e dal Prof. XU Xuefeng degli Istituti di tecnologia avanzata di Shenzhen (SIAT) dell'Accademia cinese delle scienze, insieme al Prof. YANG Dexing della Northwestern Polytechnical University, ha sviluppato un sensore di umidità interamente in fibra altamente reattivo con un tempo di risposta ultrarapido di appena 7 ms.

Umidità, la concentrazione di vapore acqueo presente nell'aria, è un importante valore di riferimento in molti aspetti della vita e della produzione.

La fibra ottica offre una strategia fotonica significativa per un effetto di rilevamento ad alte prestazioni. A parte i meriti intrinseci della fibra ottica, come dimensioni compatte, peso leggero, immunità alle interferenze elettromagnetiche, basso costo, e alta affidabilità, i sensori ottici basati su fibra promettono un'elevata sensibilità, risposta veloce, e anche la determinazione in linea.

I ricercatori hanno integrato nanofogli di fosforo nero (BP) con fibra monomodale incisa (ESMF), che era diverso dai tradizionali sensori di umidità BP basati su transistor.

La fibra monomodale è stata rivestita direttamente con nanosheet di BP. La luce è passata attraverso il nucleo della fibra e ha prodotto un'onda evanescente penetrata nel rivestimento BP, portando a una forte interazione luce-materia per il rilevamento dell'umidità e realizzando un sensore di umidità altamente reattivo.

"Questo dispositivo sfrutta i vantaggi della sensibilità e della rapida risposta sia della fibra ottica che del fosforo nero ai cambiamenti ambientali, " ha affermato il Prof. LI. "Speriamo che il nostro lavoro possa fornire una piattaforma di rilevamento completamente ottica per il rilevamento dell'umidità ad alte prestazioni, e aprire nuove opportunità per potenziali applicazioni di rilevamento di gas/vapore nei campi della biomedicina, scienze chimiche e ambientali".

Lo studio è stato pubblicato su physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters .