Material para a próxima geração de sensores inteligentes

Os cientistas desenvolveram cristais fotônicos flexíveis que mudam de cor que podem ser usados ​​para desenvolver sensores que avisam quando um terremoto pode ocorrer a seguir. Os sensores vestíveis, robustos e de baixo custo podem responder de forma sensível à luz, temperatura, tensão ou outros estímulos físicos e químicos, tornando-os uma opção promissora para aplicações de sensor visual inteligente e econômicas em vários setores, incluindo saúde e segurança alimentar .

O método para produzir cristais fotônicos contendo uma quantidade minúscula de grafeno resulta em uma ampla gama de qualidades desejáveis ​​com saídas diretamente observáveis ​​a olho nu. Intensamente verdes sob luz natural, os sensores mudam de cor para azul quando esticados ou ficam transparentes após serem aquecidos.

As opalas mecanicamente robustas, mas macias, independentes e flexíveis à base de polímeros contêm grafeno puro esfoliado em solução. Os cientistas se inspiraram nas habilidades de biomimética em asas de borboletas, penas de pavão e conchas de besouros, onde a cor vem da estrutura e não dos pigmentos.

Outras aplicações incluem indicadores de tempo-temperatura (TTI) para embalagens inteligentes em que os sensores fornecem uma indicação visual se produtos perecíveis, como alimentos ou produtos farmacêuticos, tiveram históricos indesejáveis ​​de tempo-temperatura. Os cristais são extremamente sensíveis mesmo a um pequeno aumento de temperatura entre 20 e 100 °C.

As características de memória de forma sensíveis à pressão dos cristais são atraentes para aplicações biométricas e antifalsificação. Pressionar os cristais com o dedo nu pode revelar impressões digitais com alta precisão, mostrando sulcos bem definidos da pele. Os cristais fotônicos também podem ser usados ​​como suportes teciduais para a compreensão da biologia e doenças humanas. Se funcionalizados com biomoléculas, eles podem atuar como dispositivos de teste de ponto de atendimento altamente sensíveis para vírus respiratórios, oferecendo sistemas de biossensor baratos, confiáveis ​​e fáceis de usar.

A resposta mecanocrômica dos sensores permite sua aplicação como sensores corporais que podem ajudar a melhorar a técnica em atletas. Os sensores podem ser usados ​​em uma pulseira que muda de cor para indicar aos pacientes se o profissional de saúde lavou as mãos antes de entrar em uma sala de exames.