革新的LEDセンサーで食品腐敗と致死性ガスを検知

異なる波長の光にチューニング可能な赤外線発光ダイオード（LED）を備えたスマートデバイスにより、冷蔵庫が食品の腐敗を知らせることが可能になります。このデバイスは一連のガスを特定でき、致死性ガスも含まれる可能性があり、消防士、鉱山労働者、軍隊、配管工の安全性を向上させます。

赤外線（IR）分光計は、人間の目には見えない赤外線シグネチャーを分析することで異なる物質を特定する一般的な実験室装置です。AMラジオが異なる周波数の電波にチューニングできるのと同様に、IR分光計は異なる波長にチューニングでき、ガスサンプルの広帯域分析が可能です。しかし、これらの装置は大型で高価であり、通常実験室から現場へ持ち出すのは現実的ではありません。

新技術は、黒リン結晶の薄い層を柔軟なプラスチック様基板に接合し、黒リンを曲げることで異なる波長の光を放出させます——本質的にチューナブルな赤外線LEDを作り、複数物質の検出を可能にします。この技術はスマートフォン内に収まり、日常利用の一部になる可能性があります。

例えば、肉に含まれるバクテリアは増殖時に様々なガスを放出します。これらのガスの存在は、肉が腐敗し、消費に適さなくなった良い兆候です。冷蔵庫内にデバイスを置けば、肉が腐敗していることを通知できます。ハンドバッグに向ければ、本革か安価な代替品かを判別できます。

IRフォトディテクターと発光デバイスに現在用いられる材料は、完全にリンクした複数の結晶層が必要なため製造が困難です。新しい黒リン技術はわずか1層で済むため、デバイスを柔軟にし、曲げたときに独自の特性を発揮します。

このデバイスは、超薄型・超軽量デバイスを小型ドローンに搭載できるため、消防士、鉱山労働者、軍隊が安全な距離から潜在的に致死性のガスを特定し、作業をより安全にします。ビル火災上空をドローンで飛ばせば、消防士が直面する危険と必要な装備を知れます。

低コスト技術は、配管工やビル管理者向けデバイスにも応用可能です。IRフォトディテクターをカメラに統合すれば、携帯画面にガス漏れや排出を表示し、ガスの種類を特定できます。

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