Cienka powłoka naniesiona na dowolną przezroczystą warstwę, na przykład szkła zwykłych okularów, może w przyszłości zastąpić noktowizory. Tak wynika z badań opublikowanych przez Europejskich i Australijskich badaczy w czasopiśmie „Advanced Photonics”.

Arsenek galu jest dobrze znanym półprzewodnikiem, wykorzystywanym w produkcji tranzystorów i ogniw fotowoltaicznych. Naukowcy wykazali, że jego niezwykle cienka warstwa, złożona z nanokryształów stukrotnie cieńszych od ludzkiego włosa, pochłania promieniowanie podczerwone i oddaje je w postaci światła widzialnego.

Innymi słowy, powłoka z takich nakokryształów naniesiona na szkła okularów pozwoliłaby każdemu widzieć w ciemnościach. Bez dodatkowej elektroniki, zasilania itd.

Noktowizory są ciężkie, nieporęczne i drogie

Współczesne noktowizory wykorzystywane przez policję czy wojsko, również umożliwiają widzenie w ciemności. Działają jednak na innej zasadzie. Odpowiednie czujniki rejestrują promieniowanie podczerwone, a zespoły elektroniczne przetwarzają obraz w podczerwieni na światło widzialne.

Elektronika wymaga zasilania, a wraz z bateriami całe urządzenie jest ciężkie. Jeśli ma być czułe, wymaga dodatkowego chłodzenia, co jeszcze bardziej zwiększa jego wagę. Najlżejsze noktowizory ważą około 250 gramów. Z pozoru to niewiele, ale nawet taki ciężar zamontowany na głowie stanowi obciążenie i jest na długą metę męczący – zwłaszcza, jeśli trzeba go nosić przez dłuższy czas.

Powłoka na szkle nie wymagałaby elektroniki, zasilania ani chłodzenia. Byłaby doskonałym rozwiązaniem nie tylko dla armii, służb porządkowych, czy ratunkowych. Przydałaby się każdemu, kto w nocy musi prowadzić samochód albo wracać nieoświetloną trasą pieszo do domu.

Nie bez znaczenia byłaby też cena. Amatorskie noktowizory kosztują kilkaset złotych, profesjonalne kilkadziesiąt tysięcy. Powłoka nie powinna kosztować nawet ułamka tej ceny.

Powłoka na okularach zamienia niewidzialną podczerwień w światło widzialne

„Pierwszy raz udało się przetworzyć promieniowanie podczerwone na obrazy w świetle widzialnym w cienkiej warstwie. To bardzo ekscytujące i sądzimy, że na zawsze zmieni to noktowizję” – mówi prof. Dragomir Neshev z Australian National University. „Uczyniliśmy niewidzialne widzialnym” – wtóruje mu szef zespołu badawczego, dr Rocio Camacho Morales.

Mohsen Rahmani z Nottingam Trent University, który opracował metodę wytwarzania takich warstw, dodaje: „Wcześniej udało nam się wykazać, że taką możliwość mają pojedyncze nanokryształy. Jednak, żeby wykorzystać je na co dzień, musieliśmy pokonać olbrzymie przeszkody.”

To, że pojedyncze nanokryształy arsenku galu mają takie właściwości, uczeni wykazali już w 2016 roku. Opracowanie warstwy z nich złożonej zajęło im pięć lat.

Kryształy arsenku galu, żeby spełniały zadanie, muszą być bowiem odpowiednio ułożone. Należą przez to do tak zwanych metamateriałów, których budowa (zwykle w mikroskali) określa właściwości fizyczne. Ich projektowanie nie jest łatwe, ale jak widać, przynosi wymierne korzyści.

Źródło: Advanced Photonics.