Die flexible Sensorfolie basiert laut TU Dresden auf kostengünstigen organischen Halbleitern. Sie erlaube es, die chemische Zusammensetzung einer Probe berührungslos und in Echtzeit zu bestimmen. Foto: Nature-Communations
Photoniker der TU Dresden entwickeln hauchdünne Infrarot-Sensorfolien, die auch die Reife einer Frucht von außen erkennen
Dresden, 6. Juni 2017. Unsichtbare künstliche Augen können künftig noch besser die Fruchtreife auf den Feldern oder den Zucker-Spiegel von Diabetes-Patienten überwachen. Möglich machen sollen dies transparente organische Infrarot-Sensorfolien, die ein Team um Prof. Koen Vandewal und Bernhard Siegmund vom Photonik-Zentrum der TU Dresden nun entwickelt hat. Das teilte die TU Dresden heute mit. Damit haben sich Dresdner Forscher erneut als Pioniere der organischen Elektronik bewiesen, nachdem sie sich bereits in der Entwicklung organischer Solarzellen (OPV) und Leuchtdioden (OLED) hervor getan hatten.
Berühungslose Analyse
Diesmal konstruierten die Dresdner Physiker aus Kohlenwasserstoffen, hauchdünnen Spiegelschichten und geheimen Dotiermaterialien hauchdünne, dehnbare und kostengünstige organische Folien. Dabei nutzten sie Grenzflächen-Effekte organischer Halbleiter aus. Diese Folien können die chemische Zusammensetzung von Proben berührungslos ermitteln. Möglich machen dies eingebettete Sensoren, die – für menschliche Augen unsichtbares – Infrarot-Licht (IR) sehen können.
Licht-Verschluck-Muster verrät Sensoren die Stoffe in der Melone
Will man nun von außen ermitteln, ob zum Beispiel eine Melone reif ist, ohne sie auch nur anzufassen, kann man einen bereits seit längerer Zeit bekannten Effekt ausnutzen: Die chemischen Elemente, die in einem Stoff gemischt sind, verschlucken nämlich Infrarot-Licht unterschiedlich stark. Durch die „Augen“ der Sensorfolien betrachtet, hat dadurch jeder Gegenstand, jedes Stück Obst und jedes zu testende Werkstück ein anderes Hell-Dunkel-Muster. Aus diesem Muster können die „schlauen“ Sensorfolien abschätzen, wie die Proben stofflich zusammengesetzt sind, die man ihnen vor die „Augen“ hält.
Extrem billige IR-Sensoren möglich
Das Forscherkollektiv vom „Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials” der TU Dresden sieht mögliche Anwendungsfelder in der Medizin, Pharmazie, in der Qualitätskontrolle in der Industrie und sogar in der Landwirtschaft. Wenn die durchsichtigen hauchdünnen IR-Augen in die Massenproduktion gehen und richtig billig werden, könnten Bauern damit beispielsweise die Melonen auf den Feldern spicken – und sich von den Sensoren automatisch melden lassen, wenn die Fruchtsäuren im Innern der Melone nur so sprudeln und es Zeit zur Ernte ist.
Ihre Arbeit haben die Dresdner Forscher nun in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht. hw
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