Ученые создали «квантовые чернила» для экологичных камер ночного видения

Производители инфракрасных камер сталкиваются с серьезной проблемой: токсичные тяжелые металлы в современных детекторах все чаще запрещаются экологическими нормами. Это вынуждает компании выбирать между производительностью и соответствием стандартам.

Исследователи из Инженерной школы Тандона Нью-Йоркского университета предложили решение, используя экологически чистые квантовые точки для обнаружения инфракрасного света без ртути, свинца и других опасных материалов. Их работа опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Новая технология использует коллоидные квантовые точки, которые синтезируются в растворе — процесс, похожий на приготовление чернил. Это кардинально отличается от традиционных методов, требующих медленного и дорогого осаждения атомов слой за слоем. Такой подход значительно снижает стоимость производства.

«Промышленность столкнулась с идеальным штормом: экологические нормы ужесточаются как раз в момент взрывного роста спроса на инфракрасное изображение», — пояснил старший автор исследования, доцент Аясканта Саху.

Ученые решили проблему низкой проводимости квантовых точек с помощью обмена лигандами в растворе, что позволило создать гладкие и однородные покрытия. Полученные детекторы реагируют на инфракрасный свет за микросекунды и способны улавливать сигналы мощностью всего в нановатт.

«Нас воодушевляет, что мы можем взять материал, который долгое время считался слишком сложным для реальных устройств, и сделать его конкурентоспособным», — отметил ведущий автор исследования, аспирант Шлок Дж. Пол.

Эта разработка дополняет предыдущую работу команды по созданию прозрачных электродов из серебряных нанопроволок. Вместе эти технологии решают две ключевые задачи создания инфракрасных камер: экологичное детектирование и эффективный сбор сигналов.

Хотя производительность новых детекторов пока уступает лучшим образцам на основе тяжелых металлов, ученые ожидают, что дальнейшее совершенствование технологии позволит сократить этот разрыв. Разработка может найти применение в системах ночного видения для автомобилей, смартфонов и медицинской визуализации.