Matériel pour la prochaine génération de capteurs intelligents

Les scientifiques ont mis au point des cristaux photoniques flexibles à couleur changeante qui pourraient être utilisés pour développer des capteurs qui avertissent lorsqu'un tremblement de terre pourrait se produire ensuite. Les capteurs portables, robustes et peu coûteux peuvent réagir avec sensibilité à la lumière, à la température, à la contrainte ou à d'autres stimuli physiques et chimiques, ce qui en fait une option prometteuse pour des applications de détection visuelle intelligente et rentables dans une gamme de secteurs, y compris les soins de santé et la sécurité alimentaire .

La méthode de production de cristaux photoniques contenant une quantité infime de graphène se traduit par une large gamme de qualités souhaitables avec des sorties directement observables à l'œil nu. Intensément verts sous la lumière naturelle, les capteurs changent de couleur en bleu lorsqu'ils sont étirés ou deviennent transparents après avoir été chauffés.

Les opales à base de polymère mécaniquement robustes mais douces, autoportantes et flexibles contiennent du graphène vierge exfolié en solution. Les scientifiques se sont inspirés des capacités de biomimétisme des ailes de papillon, des plumes de paon et des carapaces de coléoptère, où la couleur provient de la structure et non des pigments.

D'autres applications incluent les indicateurs temps-température (TTI) pour les emballages intelligents dans lesquels les capteurs donnent une indication visuelle si les denrées périssables, telles que les aliments ou les produits pharmaceutiques, ont subi des historiques temps-température indésirables. Les cristaux sont extrêmement sensibles même à une petite élévation de température entre 20 et 100 °C.

Les caractéristiques de mémoire de forme sensibles à la pression des cristaux sont intéressantes pour les applications biométriques et anti-contrefaçon. Appuyer sur les cristaux avec un doigt nu peut révéler des empreintes digitales avec une grande précision montrant des crêtes bien définies de la peau. Les cristaux photoniques peuvent également être utilisés comme échafaudages tissulaires pour comprendre la biologie et les maladies humaines. S'ils sont fonctionnalisés avec des biomolécules, ils pourraient agir comme des dispositifs de test au point de service très sensibles pour les virus respiratoires, offrant des systèmes de biodétection peu coûteux, fiables et conviviaux.

La réponse mécanochromique des capteurs permet leur application en tant que capteurs corporels qui pourraient aider à améliorer la technique des athlètes. Les capteurs pourraient être utilisés dans un bracelet qui change de couleur pour indiquer aux patients si leur professionnel de la santé s'est lavé les mains avant d'entrer dans une salle d'examen.