Material para la próxima generación de sensores inteligentes

Los científicos han desarrollado cristales fotónicos flexibles que cambian de color que podrían usarse para desarrollar sensores que adviertan cuándo podría ocurrir un terremoto a continuación. Los sensores portátiles, robustos y de bajo costo pueden responder con sensibilidad a la luz, la temperatura, la tensión u otros estímulos físicos y químicos, lo que los convierte en una opción prometedora para aplicaciones rentables de detección visual inteligente en una variedad de sectores, incluidos el cuidado de la salud y la seguridad alimentaria. .

El método para producir cristales fotónicos que contienen una cantidad minúscula de grafeno da como resultado una amplia gama de cualidades deseables con resultados directamente observables a simple vista. De color verde intenso bajo la luz natural, los sensores cambian de color a azul cuando se estiran o se vuelven transparentes después de calentarse.

Los ópalos a base de polímeros mecánicamente robustos pero suaves, independientes y flexibles contienen grafeno prístino exfoliado en solución. Los científicos se inspiraron en las capacidades biomiméticas de las alas de las mariposas, las plumas de los pavos reales y los caparazones de los escarabajos, donde el color proviene de la estructura y no de los pigmentos.

Otras aplicaciones incluyen indicadores de tiempo y temperatura (TTI) para empaques inteligentes en los que los sensores brindan una indicación visual si los productos perecederos, como alimentos o productos farmacéuticos, han experimentado historias de tiempo y temperatura no deseadas. Los cristales son extremadamente sensibles incluso a un pequeño aumento de temperatura entre 20 y 100 °C.

Las características de memoria de forma sensible a la presión de los cristales son atractivas para aplicaciones biométricas y antifalsificación. Presionar los cristales con un dedo desnudo puede revelar huellas dactilares con alta precisión que muestran crestas bien definidas de la piel. Los cristales fotónicos también se pueden utilizar como andamios de tejido para comprender la biología y las enfermedades humanas. Si se funcionalizan con biomoléculas, podrían actuar como dispositivos de prueba altamente sensibles en el punto de atención para virus respiratorios, ofreciendo sistemas de biodetección económicos, confiables y fáciles de usar.

La respuesta mecanocrómica de los sensores permite su aplicación como sensores corporales que podrían ayudar a mejorar la técnica en los atletas. Los sensores podrían usarse en una pulsera que cambia de color para indicar a los pacientes si su médico se ha lavado las manos antes de ingresar a una sala de examen.