В Пекине инженеры разрабатывают тепловизионную систему на основе строения органов чувств змей

Ученые из Пекинского технологического института (Китай) представили первую в мире искусственную систему визуализации, работающую по принципу змеиного «тепловидения». Разработка позволит в будущем «видеть» инфракрасное излучение с помощью камер смартфонов. Результаты исследования опубликованы 20 августа в журнале Light: Science & Applications.

Некоторые виды змей, например гремучие, обладают особым органом — термоямкой. Это углубление на голове с тонкой мембраной, которая улавливает инфракрасное (ИК) излучение от теплокровной добычи. Мозг формирует тепловую «картинку», что позволяет змее охотиться в полной темноте.

Исследователи создали искусственный аналог этого природного механизма. Система представляет собой многослойную структуру, нанесенную на 8-дюймовую подложку.

Устройство и ключевые характеристики:

1. Сенсорный ИК-слой: Состоит из коллоидных квантовых точек на основе ртути и теллура. При поглощении ИК-излучения точки генерируют электрические заряды.
2. Слои обработки сигнала: Специальные прослойки снижают уровень шумов и повышают четкость.
3. Слой преобразования: На основе органических светодиодов (OLED). Здесь электрические заряды преобразуются в энергию, которую фосфоресцирующие молекулы переводят в видимый зеленый свет.
4. Финальный слой (CMOS): Стандартная матрица, как в цифровых фотоаппаратах, формирует из видимого света конечное изображение.

Разработанный прототип формирует инфракрасные изображения в разрешении 4K (3840 × 2160 пикселей). Это соответствует уровню качества снимков современных флагманских камер смартфонов.

Поскольку человеческий глаз не способен воспринимать инфракрасное излучение, новая система, по задумке её создателей, в перспективе может быть интегрирована в компактные смарт-устройства. Это откроет возможности для видения в полной темноте, а также сквозь дымку или слабый туман, что актуально для систем безопасности, автомобильных датчиков и мобильных гаджетов.

Работа выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая и других научных программ.