Kristal Fotonik Berubah Warna Inovatif: Masa Depan Teknologi Sensor Cerdas

Ilmuwan telah mengembangkan kristal fotonik fleksibel yang berubah warna yang dapat digunakan untuk mengembangkan sensor yang memperingatkan ketika gempa bumi mungkin terjadi berikutnya. Sensor yang dapat dipakai, kuat, dan berbiaya rendah dapat merespons sensitif terhadap cahaya, suhu, regangan, atau rangsangan fisik dan kimia lainnya, menjadikannya opsi yang menjanjikan untuk aplikasi sensori visual cerdas hemat biaya di berbagai sektor termasuk kesehatan dan keamanan pangan.

Metode untuk menghasilkan kristal fotonik yang mengandung sejumlah graphene yang sangat kecil menghasilkan berbagai kualitas yang diinginkan dengan keluaran yang dapat diamati langsung oleh mata telanjang. Hijau intens di bawah cahaya alami, sensor berubah warna menjadi biru saat ditarik atau menjadi transparan setelah dipanaskan.

Opal berbasis polimer yang kuat secara mekanis namun lembut, bebas mandiri, dan fleksibel mengandung graphene eksfoliat solusi murni. Ilmuwan mengambil inspirasi dari kemampuan biomimetik pada sayap kupu-kupu, bulu merak, dan cangkang kebenkaran di mana warna datang dari struktur dan bukan dari pigmen.

Aplikasi lain termasuk indikator waktu-suhu (TTI) untuk kemasan pintar di mana sensor memberikan indikasi visual jika barang mudah rusak, seperti makanan atau farmasi, telah mengalami sejarah waktu-suhu yang tidak diinginkan. Kristal sangat sensitif terhadap kenaikan suhu kecil antara 20 dan 100 °C.

Karakteristik memori bentuk yang responsif tekanan dari kristal menarik untuk aplikasi biometrik dan anti-palsu. Menekan kristal dengan jari telanjang dapat mengungkap sidik jari dengan presisi tinggi yang menunjukkan garis-garis yang terdefinisi dengan baik dari kulit. Kristal fotonik juga dapat digunakan sebagai rangka jaringan untuk memahami biologi dan penyakit manusia. Jika difungsionalkan dengan biomolekul, mereka dapat bertindak sebagai perangkat uji titik pelayanan kesehatan yang sangat sensitif untuk virus pernapasan, menyediakan sistem biosensing yang hemat biaya, andal, dan ramah pengguna.

Respons mekrokromik dari sensor memungkinkan aplikasinya sebagai sensor tubuh yang dapat membantu meningkatkan teknik dalam atlet. Sensor dapat digunakan dalam gelang pergelangan tangan yang berubah warna untuk menunjukkan kepada pasien jika praktisi kesehatan mereka telah mencuci tangan sebelum memasuki ruang pemeriksaan.