過去幾十年里，成像技術(shù)取得了驚人的進(jìn)步，從每秒處理超過 200 萬幀的高速光學(xué)傳感器到使用單個(gè)像素記錄圖像的微型無鏡頭相機(jī)。

在《Advanced Materials》最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中，大阪大學(xué) SANKEN(科學(xué)與工業(yè)研究所)的研究人員在超薄柔性片材上開發(fā)了一種光學(xué)傳感器，該片材可以彎曲而不會(huì)斷裂。事實(shí)上，這種傳感器非常靈活，即使被揉成球狀也能工作。

在相機(jī)中，光學(xué)傳感器是感應(yīng)通過鏡頭的光線的設(shè)備，類似于人眼內(nèi)的視網(wǎng)膜。

該研究的主要作者 Rei Kawabata 表示：“傳統(tǒng)的光學(xué)傳感器是使用無機(jī)半導(dǎo)體和鐵電材料構(gòu)建的。” “這使得傳感器變得僵硬并且無法彎曲。為了避免這個(gè)問題，我們研究了一種不同的方法來檢測(cè)光。”

研究人員沒有使用傳統(tǒng)的光傳感器，而是使用印刷在超薄聚合物基板(小于 5 μm)上的微型碳納米管光電探測(cè)器陣列。當(dāng)暴露在光線下時(shí)，碳納米管會(huì)升溫，產(chǎn)生熱梯度，然后產(chǎn)生電壓信號(hào)。在打印過程中用化學(xué)載體摻雜納米管進(jìn)一步提高了它們的靈敏度。使用這些納米管，可以測(cè)量可見光以及紅外光，例如與熱或分子相關(guān)的光。

除了碳納米管傳感器之外，有機(jī)晶體管也被印刷在聚合物基板上，以將電壓信號(hào)組織成圖像信號(hào)。要讀取該信號(hào)，計(jì)算機(jī)不需要通過電線物理連接到傳感器。相反，使用無線藍(lán)牙模塊。

“與這個(gè)無線系統(tǒng)一起，我們的成像儀可以附著柔軟和彎曲的物體來分析它們的表面或內(nèi)部，而不會(huì)損壞它們，”該研究的資深作者 Teppei Araki 說。

研究人員構(gòu)建了片狀光學(xué)傳感器的原型，并測(cè)試了其感知人類手指或電線等物體的熱量以及流經(jīng)管道的葡萄糖的能力。他們發(fā)現(xiàn)光學(xué)傳感器在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高靈敏度。此外，在室溫和大氣條件下，測(cè)試表明它具有很高的彎曲耐久性，即使在被弄皺后也能正常工作。

這種無線測(cè)量系統(tǒng)和片式光學(xué)傳感器的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)將帶來新的、更簡(jiǎn)單的方法來執(zhí)行許多任務(wù)，例如無需采樣即可評(píng)估液體的質(zhì)量。研究人員認(rèn)為，它在無損成像、可穿戴設(shè)備和軟機(jī)器人等許多應(yīng)用中具有很高的前景。