LEDs können verdorbene Lebensmittel und tödliche Gase erkennen

Ein intelligentes Gerät mit einer Infrarot-Leuchtdiode (LED), die auf verschiedene Lichtwellenlängen abstimmbar ist, könnte es einem Kühlschrank ermöglichen, zu erkennen, wenn Lebensmittel verdorben sind. Das Gerät könnte eine Reihe von Gasen identifizieren, darunter möglicherweise tödliche, und so die Sicherheit von Feuerwehrleuten, Bergleuten, Militär und Klempnern verbessern.

Infrarot (IR)-Spektrometer sind gängige Laborgeräte, die verschiedene Materialien identifizieren können, indem sie ihre Infrarot-Signaturen analysieren, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. So wie ein AM-Radio auf verschiedene Frequenzen von Radiowellen abgestimmt werden kann, können IR-Spektrometer auf verschiedene Wellenlängen abgestimmt werden, was eine Breitbandanalyse einer Gasprobe ermöglicht. Diese Maschinen sind jedoch sperrig und teuer und in der Regel nicht praktisch, um sie aus dem Labor und ins Feld mitzunehmen.

Die neue Technologie bindet eine dünne Schicht schwarzer Phosphorkristalle an ein flexibles, kunststoffähnliches Substrat, wodurch es so gebogen werden kann, dass der schwarze Phosphor Licht unterschiedlicher Wellenlängen emittiert – wodurch im Wesentlichen eine abstimmbare Infrarot-LED entsteht, die die Erkennung ermöglicht aus mehreren Materialien. Die Technologie könnte in Smartphones passen und Teil des täglichen Gebrauchs werden.

Beispielsweise setzen die im Fleisch vorkommenden Bakterien bei ihrer Vermehrung verschiedene Gase frei. Das Vorhandensein dieser Gase ist ein guter Hinweis darauf, dass das Fleisch verdirbt und nicht mehr zum Verzehr geeignet ist. Das Gerät, das in einem Kühlschrank platziert wird, könnte eine Benachrichtigung senden, dass das Fleisch verdirbt. Wenn man beispielsweise auf eine Handtasche zeigt, könnte man erkennen, ob die Tasche aus echtem Leder oder einem billigeren Ersatz besteht.

Gegenwärtige Materialien, die für IR-Fotodetektoren und lichtemittierende Vorrichtungen verwendet werden, können schwierig herzustellen sein, zum großen Teil aufgrund der Notwendigkeit mehrerer Schichten perfekt verbundener Kristalle. Die neue Schwarz-Phosphor-Technologie erfordert nur eine Schicht, wodurch das Gerät flexibel ist und ihm beim Biegen einzigartige Eigenschaften verleiht.

Das Gerät könnte die Arbeit von Feuerwehrleuten, Bergleuten und dem Militär sicherer machen, indem es ihnen ermöglicht, potenziell tödliche Gase aus sicherer Entfernung zu identifizieren, da die ultradünnen, ultraleichten Geräte auf kleinen Drohnen platziert werden können. Das Fliegen einer solchen Drohne über einem Gebäudebrand könnte Feuerwehrleuten sagen, welchen Gefahren sie ausgesetzt sind und welche Ausrüstung sie benötigen.

Die Low-Cost-Technologie könnte auch in Geräte für Installateure und Gebäudeverwalter Einzug halten. Die IR-Fotodetektoren könnten in eine Kamera integriert werden, sodass Handybildschirme Gaslecks oder -emissionen anzeigen und bestimmen könnten, um welche Art von Gas es sich handelt.