Инженеры создали прозрачный электрод для инфракрасных камер на основе серебряных нанопроводов

Сканирующая электронная микрофотография нанопроводов, демонстрирующая участки прозрачности и перекрывающиеся нанопровода для переноса электронов. Автор: Ховард Мёльнас

Инфракрасная съемка позволяет видеть то, что недоступно человеческому глазу. Эта технология, способная визуализировать тепло тела, утечки газа или содержание воды даже сквозь дым или темноту, применяется в военном наблюдении, поисково-спасательных операциях, медицине и даже в беспилотных автомобилях.

Однако у таких камер есть серьезная инженерная проблема. Для захвата и передачи изображений им необходимы электрические контакты. Большинство материалов, проводящих электрические сигналы, блокируют инфракрасное излучение, создавая конфликт между необходимостью «видеть» ИК-свет и передавать данные.

Исследователи из Инженерной школы NYU Tandon разработали решение — прозрачный электрод из серебряных нанопроводов толщиной с человеческий волос, встроенных в прозрачную полимерную матрицу. Этот слой можно наносить поверх обычных ИК-датчиков.

«Мы создали материал, решающий фундаментальную проблему проектирования ИК-детекторов», — пояснил Аясканта Саху, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии NYU Tandon.

Новый материал превосходит традиционные решения на основе оксида индия-олова (ITO) или тонких металлических пленок, которые либо теряют прозрачность в длинноволновом ИК-диапазоне, либо обладают плохой электропроводностью.

Серебряные нанопровода диаметром 120 нанометров образуют проводящую сеть даже при низкой концентрации. Встроенные в поливиниловый спирт (PVA), они создают гибкие и стабильные пленки, которые можно наносить методом распыления.

«Обычные электроды для ИК-диапазона похожи на светонепроницаемые шторы — большая часть сигнала не достигает сенсора. Наша почти невидимая сеть из нанопроводов пропускает больше фотонов», — отметил аспирант Шлок Дж. Пол.

Технология уже запатентована в США и может найти применение в тепловизорах для пожарных или системах автономного вождения. Подробности исследования опубликованы в Journal of Materials Chemistry C.

Дополнительная информация: Shlok J. Paul et al, Plenty of room at the top: exploiting nanowire – polymer synergies in transparent electrodes for infrared imagers, Journal of Materials Chemistry C (2025). DOI: 10.1039/D5TC00581G