Trung Quốc phát triển chip cảm biến ánh sáng siêu mỏng, lấy cảm hứng từ kiến sa mạc

5 giờ trướcBài gốc

Các tế bào thụ cảm ánh sáng trong mắt kiến sa mạc giúp chúng tìm đường qua các sa mạc cằn cỗi không có điểm mốc. Ảnh: Shutterstock

Theo báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng, nhóm nghiên cứu cho biết con chip này có nhiều ứng dụng như trong điều hướng, phát hiện dấu vân tay và thậm chí là xác định mô ung thư.

Các bộ dò quang phân cực (pol-PD) là các cảm biến ánh sáng đặc biệt có thể cảm nhận hướng của ánh sáng phân cực. Bằng cách xác định sự khác biệt trong ánh sáng tới, các cảm biến quang này có thể phân biệt độ tương phản và nâng cao chất lượng hình ảnh.

“Các cảm biến quang này có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực - bao gồm cảm biến từ xa địa chất, thị giác máy và y học sinh học”, nhóm nghiên cứu viết trong một bài báo được công bố trên Tạp chí Science Advances ngày 4/12.

Nhóm nghiên cứu cho biết thách thức là các bộ dò quang phân cực thương mại khó thu nhỏ, do hệ thống quang học phức tạp và các bộ phận cần thiết lại cồng kềnh.

Do nhóm chuyên gia về vật liệu lấy cảm hứng từ sinh học Li Mingzhu tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu, nghiên cứu mới đã chuyển sang lấy cảm hứng từ mắt của loài kiến sa mạc để tạo ra một thiết kế đơn giản hơn. Các nhà khoa học đã làm việc với các nhà nghiên cứu từ Đại học Beihang và Cao đẳng Hoàng gia London.

Họ giải thích rằng trong khi mắt người chỉ bao gồm một đơn vị mắt duy nhất, thì côn trùng và động vật giáp xác có mắt kép, được tạo thành từ nhiều đơn vị nhỏ, chứa các tế bào thụ cảm ánh sáng.

Các nhà nghiên cứu cho biết kiến sa mạc có thể có hàng trăm đơn vị này, cho phép chúng tìm đường qua các sa mạc cằn cỗi không có điểm mốc và trở về tổ chỉ bằng cách cảm nhận ánh sáng Mặt trời phân cực.

Lấy cảm hứng từ tầm nhìn phân cực độc đáo này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp kết tinh mới, được gọi là nanoimprinting, tạo ra các màng tinh thể mỏng, sau đó tích hợp vào chip mà không cần thêm các bộ phận quang học phân cực phức tạp.

“Pol-PD của chúng tôi có khả năng phát hiện cao, cao hơn 2 hai cấp độ so với các máy dò quang thương mại và thể hiện độ nhạy phân cực cao”, nhóm nhà khoa học cho hay.

Họ cho biết thiết bị quang điện tử nhỏ gọn này đã chứng minh hiệu suất tuyệt vời trong nhiều ứng dụng, bao gồm điều hướng sinh học chính xác, khôi phục hình ảnh sắc nét trong các cảnh mờ, hình ảnh ứng suất của polyme và phát hiện các mô ung thư mà không cần nhuộm mô bệnh học.

Các nhà khoa học cho biết trong khi bộ cảm quang của họ có thể nhìn thấy dấu vân tay với chi tiết sắc nét, thì máy ảnh chụp cùng một hình ảnh lại không hiển thị dấu vân tay.

Chuyên gia Li và nhóm của mình đã phát triển giải pháp một bước để tạo ra các màng perovskite mỏng, có độ tinh thể cao với một thùy lưới, sau đó họ tích hợp vào một con chip.

Theo nhóm nghiên cứu, bộ dò quang phân cực này có thể cho hình ảnh phân cực một lần chụp có độ nhạy cao, nghĩa là nó có thể chụp ảnh chỉ trong một lần phơi sáng.

“Pol-PD của chúng tôi cung cấp hệ thống hình ảnh phân cực đơn giản, tiết kiệm chi phí với độ nhạy cao và cho phép ứng dụng rộng rãi hình ảnh phân cực”, các nhà khoa học nói.

Vân Khánh/Báo Tin tức

Nguồn Tin Tức TTXVN : https://baotintuc.vn/khoa-hoc-doi-song/trung-quoc-phat-trien-chip-cam-bien-anh-sang-sieu-mong-lay-cam-hung-tu-kien-sa-mac-20241223110405745.htm