Use su teléfono inteligente para verificar qué tan limpio está el aire, si la comida es fresca o un bulto es maligno. Todo esto se ha acercado un paso más gracias a un nuevo espectrómetro tan pequeño que se puede incorporar de forma sencilla y económica en un teléfono móvil. El pequeño sensor desarrollado en TU Eindhoven es tan preciso como los modelos de sobremesa normales que se utilizan en los laboratorios científicos. Los investigadores presentan su invento el 20 de diciembre en la revista Comunicaciones de la naturaleza .

Espectrometría el análisis de la luz visible e invisible, tiene una enorme variedad de aplicaciones. Cada material y cada tejido tiene su propia 'huella' en términos de absorción y reflexión de la luz, y por tanto puede ser reconocido por espectrometría. Pero los espectrómetros precisos son grandes ya que dividen la luz en diferentes colores (frecuencias), que luego se miden por separado. Justo después de que la luz se parta las vigas, que tienen diferentes frecuencias, todavía se superponen entre sí; Por lo tanto, solo se pueden realizar mediciones de alta precisión algunas decenas de centímetros después de la división.

Los investigadores de Eindhoven desarrollaron un sensor ingenioso que es capaz de realizar mediciones tan precisas de una manera completamente diferente utilizando una 'cavidad de cristal fotónico' especial. una 'trampa' de unos pocos micrómetros en la que cae la luz y no puede escapar. Esta trampa está contenida en una membrana, en el que la luz capturada genera una pequeña corriente eléctrica, y eso se mide. Doctor. El estudiante Žarko Zobenica hizo la cavidad para que sea muy precisa, conservando solo un intervalo de frecuencia muy pequeño y, por lo tanto, midiendo solo la luz a esa frecuencia.

Para poder medir un rango de frecuencia mayor, los investigadores colocaron dos de sus membranas muy cerca una encima de la otra. Las dos membranas se influyen entre sí:si la distancia entre ellas cambia ligeramente, luego, la frecuencia de la luz que el sensor puede detectar también cambia. Para ello los investigadores, supervisado por el profesor Andrea Fiore y el profesor asociado Rob van der Heijden, incorporó un MEMS (un sistema microelectromecánico). Este mecanismo electromecánico permite variar la distancia entre las membranas, y por tanto la frecuencia medida. Por último, luego, el sensor cubre un rango de longitud de onda de alrededor de treinta nanómetros, dentro del cual el espectrómetro puede discernir unos cientos de miles de frecuencias, que es excepcionalmente preciso. Esto es posible gracias al hecho de que los investigadores pueden determinar con precisión la distancia entre las membranas a solo unas pocas decenas de femtómetros (10 ^-15 metros).

Para demostrar la utilidad, el equipo de investigación demostró varias aplicaciones, incluyendo un sensor de gas. También hicieron un sensor de movimiento extremadamente preciso al hacer un uso inteligente del hecho de que la frecuencia detectada cambia cada vez que las dos membranas se mueven una en relación con la otra.

El profesor Fiore espera que pasen otros cinco años o más antes de que el nuevo espectrómetro llegue realmente a un teléfono inteligente porque el rango de frecuencia cubierto es todavía demasiado pequeño. En este momento, el sensor cubre solo un pequeño porcentaje del espectro más común, el infrarrojo cercano. Así que su grupo trabajará para ampliar el espectro detectable. También integrarán un elemento extra con el microespectrómetro:una fuente de luz, lo que hará que el sensor sea independiente de fuentes externas.

Dada la enorme variedad de aplicaciones, Se espera que los microespectrómetros eventualmente se conviertan en un elemento tan importante del teléfono inteligente como la cámara. Por ejemplo, para medir el CO2, detectar humo, determinar qué medicamento tiene, medir la frescura de los alimentos, el nivel de azúcar en sangre, etcétera.