Cristaux photoniques changeant de couleur innovants : l'avenir de la technologie des capteurs intelligents

Des scientifiques ont développé des cristaux photoniques flexibles changeant de couleur qui pourraient être utilisés pour développer des capteurs qui avertissent quand un tremblement de terre pourrait frapper ensuite. Les capteurs portables, robustes et peu coûteux peuvent répondre de manière sensible 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 rentables dans une gamme de secteurs, y compris la santé et la sécurité alimentaire.

La méthode pour produire des cristaux photoniques contenant une minuscule quantité de graphène résulte en 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 polymères mécaniquement robustes mais douces, autonomes et flexibles contiennent du graphène exfolié en solution. Les scientifiques se sont inspirés des capacités de biomimétisme dans les ailes de papillon, les plumes de paon et les carapaces de coléoptères où la couleur provient de la structure et non des pigments.

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

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

La réponse méchanochromique 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 praticien de santé s'est lavé les mains avant d'entrer dans une salle d'examen.