Cristales Fotónicos Innovadores que Cambian de Color: El Futuro de la Tecnología de Sensores Inteligentes

Científicos han desarrollado cristales fotónicos flexibles que cambian de color y que podrían usarse para desarrollar sensores que adviertan cuándo podría ocurrir el próximo terremoto. Los sensores vestibles, robustos y de bajo costo pueden responder sensiblemente a luz, temperatura, tensión u otros estímulos físicos y químicos, lo que los convierte en una opción prometedora para aplicaciones de detección visual inteligente rentables en una gama de sectores incluyendo salud y seguridad alimentaria.

El método para producir cristales fotónicos que contienen una minúscula cantidad de grafeno resulta en una amplia gama de cualidades deseables con salidas directamente observables a simple vista. Intensamente verdes bajo luz natural, los sensores cambian de color a azul cuando se estiran o se vuelven transparentes después de ser calentados.

Los ópalos basados en polímero mecánicamente robustos pero suaves, autoportantes y flexibles contienen grafeno prístino exfoliado en solución. Los científicos tomaron inspiración de las habilidades de biomímesis en alas de mariposa, plumas de pavo real y caparazones de escarabajo donde el color proviene de la estructura y no de pigmentos.

Otras aplicaciones incluyen indicadores tiempo-temperatura (TTI) para empaques inteligentes en los que los sensores dan una indicación visual si perecederos, como alimentos o fármacos, han experimentado historiales tiempo-temperatura indeseables. Los cristales son extremadamente sensibles incluso a un pequeño aumento de temperatura entre 20 y 100 °C.

Las características de memoria de forma responsivas a presión de los cristales son atractivas para aplicaciones biométricas y anticontrafacción. Presionar los cristales con un dedo desnudo puede revelar huellas dactilares con alta precisión mostrando crestas bien definidas de la piel. Los cristales fotónicos también pueden usarse como andamios tisulares para entender biología y enfermedad humana. Si se funcionalizan con biomoléculas, podrían actuar como dispositivos de prueba de punto de atención altamente sensibles para virus respiratorios, ofreciendo sistemas de biosensores económicos, confiables y fáciles de usar.

La respuesta mechano-crómica de los sensores permite su aplicación como sensores corporales que podrían ayudar a mejorar la técnica en atletas. Los sensores podrían usarse en una pulsera que cambia de color para indicar a pacientes si su profesional de salud se lavó las manos antes de entrar a una sala de examen.