I chimici della Ludwig-Maximilians-Univeristaet (LMU) di Monaco di Baviera hanno fabbricato un nuovo cristallo fotonico basato su nanofogli che cambia colore in risposta all'umidità. Il nuovo materiale potrebbe costituire la base per il controllo senza contatto sensibile all'umidità di schermi interattivi su dispositivi digitali.

I chimici LMU hanno sviluppato un cristallo fotonico da nanofogli ultrasottili che sono estremamente sensibili all'umidità. "Queste nanostrutture fotoniche cambiano colore in risposta alle variazioni dell'umidità locale. Ciò le rende candidate ideali per lo sviluppo di nuove interfacce utente per dispositivi touchless, " afferma la professoressa Bettina Lotsch del Dipartimento di Chimica della LMU e del Max Planck Institute for Solid State Research di Stoccarda. La nuova piattaforma di rilevamento è descritta nella rivista Materiale avanzato .

"L'umidità intorno a un dito è leggermente superiore al livello generale di umidità nell'aria ambiente, " spiega Katalin Szendrei, un membro del gruppo di ricerca del Prof. Lotsch. "Questa differenza può essere rilevata dal nostro sensore fotonico, e fa sì che cambi colore, senza alcun contatto con la punta del dito vicina." È questa estrema sensibilità all'umidità locale che rende la nanostruttura così interessante per l'uso in schermi "touchless". "Il controllo senza contatto è un'opzione particolarmente interessante per il prossimo- interfacce di posizionamento di generazione come emettitrici di biglietti o sportelli bancomat, che vengono utilizzati da centinaia di clienti ogni giorno. In questo caso, la navigazione touchless presenta evidenti vantaggi per quanto riguarda l'igiene, "dice Szendrei, indicando una potenziale applicazione per il nuovo dispositivo.

Sensibilità e tempo di risposta senza pari

I cristalli fotonici sono nanostrutture disposte periodicamente che hanno la capacità di riflettere, guida e confina la luce. Si trovano anche nel mondo biologico, dove gli esempi includono la madreperla e le squame alari iridescenti di certe farfalle, come le scintillanti farfalle Morpho del bacino amazzonico. Lotsch e il suo team hanno ora sviluppato cristalli fotonici basati su nanofogli di acido fosfatoantimonico. Il nuovo nanomateriale è estremamente sensibile all'umidità e allo stesso tempo chimicamente stabile, trasparente e facile da fabbricare in nanofogli. Rispetto ad altri sensori di vapore basati su nanosheet, la nuova architettura fotonica mostra tempi di risposta notevolmente aumentati, maggiore sensibilità e stabilità a lungo termine. "Questa combinazione unica di proprietà consente di tracciare e codificare a colori i movimenti delle dita in tempo reale, "dice Pirmin Ganter, che lavora anche nel gruppo di Bettina Lotsch. Inoltre, il nuovo sistema è stabile all'esposizione all'aria, e quindi funziona non solo in condizioni controllate in laboratorio, ma anche nell'ambiente costantemente variabile del mondo reale.

Lotsch e i suoi collaboratori hanno già richiesto la protezione brevettuale per il nuovo dispositivo e, insieme al Fraunhofer EMFT di Monaco di Baviera, stanno già lavorando su un prototipo di schermo che, oltre a prevedere la codifica a colori, sarà inoltre dotato di una capacità di lettura elettronica.