Une nouvelle caméra térahertz flexible peut inspecter des objets de formes diverses

À l'ère numérique d'aujourd'hui, l'utilisation d'appareils « Internet des objets » (intégrés à des logiciels et à des capteurs) s'est généralisée. Ces appareils comprennent des équipements sans fil, des machines autonomes, des capteurs portables et des systèmes de sécurité. En raison de leurs structures et propriétés complexes, il est nécessaire de les examiner de près pour évaluer leur sécurité et leur utilité et exclure tout défaut potentiel. Mais, en même temps, il faut éviter d'endommager l'appareil lors de l'inspection.

L'imagerie térahertz (THz), basée sur un rayonnement avec des fréquences comprises entre 0,1 et 10 THz, est l'une de ces méthodes non destructives qui gagne rapidement en popularité en raison de sa pénétration, de sa résolution et de sa sensibilité élevées. Les caméras THz conventionnelles, cependant, sont encombrantes et rigides, ce qui limite leur potentiel d'imagerie de surfaces inégales. De plus, leur coût élevé et leur manque de polyvalence dans les configurations de capteurs en font une alternative peu pratique, nécessitant des capteurs plus adaptables.

À cette fin, une équipe de chercheurs de Tokyo Tech, dirigée par le professeur associé Yukio Kawano, a comblé cette lacune en concevant un réseau de capteurs THz flexible et autonome qui peut être utilisé pour imager les extrémités aveugles d'objets de forme irrégulière.

« Compte tenu de la diversité des formes, des structures et des tailles des objets de test, la conception de la caméra et le capteur doivent être adaptés pour se conformer aux différentes configurations. Dans notre étude, nous avons développé une méthode de fabrication simple et rentable pour générer des caméras THz avec des formes adaptables », a déclaré le Dr Kawano.

Les scientifiques savaient que le matériau utilisé dans de tels capteurs devait avoir une bonne absorption dans le spectre THz ainsi qu'une grande efficacité de conversion des émissions en signaux électriques détectables. Pour cette raison, ils ont sélectionné des films de nanotubes de carbone (CNT), qui possèdent également une bonne résistance mécanique et une bonne flexibilité. Ils ont fait passer la solution de CNT à travers un film de polyimide avec des fentes induites par laser et un filtre à membrane utilisant un vide. Lors du séchage, la solution de CNT est restée sous la forme d'une structure suspendue autonome entre les couches du film de polyimide à motifs. En outre, ils ont développé un processus de fabrication simple basé sur l'auto-assemblage d'un réseau de films CNT et sa capacité à former des électrodes aux deux extrémités.

Pour cela, ils ont évaporé des électrodes métalliques sur le film de polyimide à motifs. Ensemble, ces processus ont généré une feuille de patch de caméra THz avec plusieurs caméras. Fait intéressant, la structure du film de CNT suspendu pourrait être modifiée en modifiant les conditions de filtrage et donc la force de frottement, rendant le processus personnalisable.

De plus, la feuille de patch pourrait être découpée avec des ciseaux en capteurs portables et portables plus petits qui peuvent être fixés à la surface de l'objet de test pour une meilleure couverture. Les chercheurs ont pu démontrer ses applications industrielles en détectant et en visualisant les fissures, les impuretés et le revêtement irrégulier de polymères dans une résine et en détectant les boues dans un tuyau coudé, soulignant ainsi le potentiel de la caméra pour les opérations de contrôle qualité.