El escarabajo Hércules nativo de América del Sur tiene la característica fascinante de cambiar el color de su caparazón dependiendo de las condiciones de humedad externas. Esto se debe a que el interior del caparazón del escarabajo consiste en una estructura de celosía porosa con agujeros cuadrados. Cuando la luz de longitudes de onda particulares golpea el caparazón, las refleja y muestra diferentes colores; y estas longitudes de onda cambian dependiendo de la humedad. Recientemente, se ha propuesto un sensor que cambia de color dependiendo de la humedad como este escarabajo con una velocidad 10.000 veces más rápida que los sensores ópticos convencionales.

Un equipo de investigación de POSTECH dirigido por el profesor Junsuk Rho (Departamento de Ingeniería Química y Departamento de Ingeniería Mecánica) y Ph.D. los candidatos Chunghwan Jung y Jaehyuck Jang (Departamento de Ingeniería Química), en colaboración con Sung-Hoon Hong y el Dr. Soo-Jung Kim (Instituto de Investigación de Electrónica y Telecomunicaciones, ETRI) y el profesor Young Min Song (Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, GIST) ), ha desarrollado un sensor colorimétrico sensible a la humedad ultrarrápido. Los hallazgos del estudio se publicaron en Science Advances .

Los sensores que utilizan luz ya se utilizan en nuestra vida diaria, para electrocardiogramas y mediciones de la calidad del aire. Estos sensores utilizan la luz para detectar cambios en su entorno y convertirlos en señales digitales.

El equipo de investigación fabricó un sensor colorimétrico que consta de una estructura de metal-hidrogel-metal utilizando una capa desordenada de nanopartículas de metal (un hidrogel de quitosano) y un sustrato reflectante. Cuando cambia la humedad externa, la frecuencia de resonancia del sensor cambia debido a la característica del hidrogel de quitosano que se hincha en estado húmedo y se contrae repetidamente en estado seco.

Este nuevo sensor cuenta con una velocidad ultrarrápida que es 10.000 veces más rápida que los sensores ópticos convencionales basados ​​en el interferómetro Fabry-Perot. Esta rápida velocidad de reacción se debe al espacio poroso entre las nanopartículas que componen el sensor, muy parecido al caparazón del escarabajo que cambia de color según la humedad.

"Este nuevo sensor de humedad es especial porque permite la escalabilidad de la producción a bajo costo, aunque se usaron nanomateriales y nanoestructuras", explicó el profesor Rho, quien dirigió el estudio. "La introducción de píxeles de color sensibles a la humedad en los códigos de seguridad permite la aplicación de etiquetas de seguridad para dispositivos electrónicos sensibles a la humedad, billetes, pasaportes y tarjetas de identificación". + Explora más

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