Hay un mundo entero que nuestros ojos extrañan ocultos en los rangos de longitudes de onda de luz que los ojos humanos no pueden ver. Pero las cámaras infrarrojas pueden captar la luz secreta emitida cuando las plantas realizan la fotosíntesis, mientras las estrellas frías arden y las baterías se calientan. Pueden ver a través del humo, la niebla y el plástico.

Pero las cámaras de infrarrojos son mucho más caras que las de luz visible; la energía de la luz infrarroja es más pequeña que la luz visible, lo que dificulta la captura. Un nuevo avance de científicos de la Universidad de Chicago, sin embargo, algún día puede conducir a cámaras de infrarrojos mucho más rentables, lo que a su vez podría habilitar cámaras de infrarrojos para productos electrónicos de consumo comunes como teléfonos, así como sensores para ayudar a los autos autónomos a ver su entorno con mayor precisión.

"Los métodos tradicionales para fabricar cámaras de infrarrojos son muy caros, tanto en materiales como en tiempo, pero este método es mucho más rápido y ofrece un rendimiento excelente, "dijo el investigador postdoctoral Xin Tang, el primer autor de un estudio que apareció el 25 de febrero en Fotónica de la naturaleza .

"Por eso estamos tan entusiasmados con el posible impacto comercial, "dijo el coautor Philippe Guyot-Sionnest, profesor de física y química.

Las cámaras infrarrojas de hoy en día se fabrican colocando sucesivamente varias capas de semiconductores, un proceso complicado y propenso a errores que las hace demasiado caras para la mayoría de los productos electrónicos de consumo.

En cambio, el laboratorio de Guyot-Sionnest se centró en puntos cuánticos:diminutas nanopartículas de solo unos pocos nanómetros de tamaño. (Un nanómetro es cuánto crecen tus uñas por segundo). A esa escala, tienen propiedades extrañas que cambian según su tamaño, que los científicos pueden controlar ajustando la partícula al tamaño correcto. En este caso, Los puntos cuánticos se pueden sintonizar para captar longitudes de onda de luz infrarroja.

Esta 'sintonización' es importante para las cámaras, porque necesitan captar diferentes partes del espectro infrarrojo. "La recopilación de múltiples longitudes de onda dentro del infrarrojo le brinda más información espectral; es como agregar color a la televisión en blanco y negro, "Tang explicó." La onda corta te da información sobre la textura y la composición química; la onda media te da temperatura ".

Ajustaron los puntos cuánticos para tener una fórmula para detectar infrarrojos de onda corta y otra para infrarrojos de onda media. Luego colocaron ambos juntos sobre una oblea de silicio.

La cámara resultante funciona extremadamente bien y es mucho más fácil de producir. "Es un proceso muy simple, "Dijo Tang." Toma un vaso de precipitados, inyectar una solución, inyectar una segunda solución, espere de cinco a 10 minutos, y tiene una nueva solución que se puede convertir fácilmente en un dispositivo funcional ".

Hay muchos usos potenciales para las cámaras infrarrojas económicas, los científicos dijeron, incluidos los vehículos autónomos, que se basan en sensores para escanear la carretera y los alrededores. El infrarrojo puede detectar las firmas de calor de los seres vivos y ver a través de la niebla o la bruma, por lo que a los ingenieros de automóviles les encantaría incluirlos, pero el costo es prohibitivo.

Serían útiles para los científicos, también. "Si quisiera comprar un detector de infrarrojos para mi laboratorio hoy, me costaría $ 25, 000 o más, ", Dijo Guyot-Sionnest." Pero serían muy útiles en muchas disciplinas. Por ejemplo, las proteínas emiten señales en infrarrojos, que a un biólogo le encantaría rastrear fácilmente ".