Wil je van een bril die automatisch overgaat op nachtzicht zodra de zon onder is? Dan zijn nanokristallen die infraroodstraling omzetten in zichtbaar licht wat je zoekt.
De nachtkijkers die soldaten nu gebruiken om hun vijanden in het donker op te sporen zijn groot en lastig te gebruiken. Deze apparaten detecteren de infraroodstraling die uitgezonden wordt door warme lichamen. Vervolgens zetten ze die straling om in elektriciteit en wordt er een beeld geprojecteerd voor je ogen.
Vliesje van nanokristal
Dragomir Neshev van de Australian National University in Canberra heeft nu samen met zijn collega’s een nanokristal ontwikkeld waarmee infraroodstraling direct gezien kan worden. De kristallen kunnen bovendien toegepast worden bij een normale bril.
De kristallen, die gemaakt zijn van aluminium, gallium en arsenide, zijn 500 keer dunner dan een haar en kunnen als een ultradun vliesje aangebracht worden op glas.
Elk nanokristal gedraagt zich als een antenne waarmee de infraroodstraling wordt opgevangen. Vervolgens wordt het geconcentreerd, waardoor het verandert in zichtbaar licht. Bij dit proces wordt de frequentie van de straling verdubbeld. Dat betekent dat de golflengte halveert, waardoor de straling in het lichtbare spectrum valt. Infraroodstraling heeft namelijk een golflengte tussen de 700 en 1000.000 nanometer, terwijl we alleen licht met een golflengte tussen de 390 en 700 nanometer kunnen zien. Door de golflengte van infraroodstraling te halveren, wordt een deel ervan dus zichtbaar.
Tot nu toe heeft de onderzoeksgroep van Neshev aangetoond dat de nanokristallen infraroodstraling met een hoge intensiteit, dat geproduceerd wordt door een laser, om kan zetten in zichtbaar licht. Deze resultaten werden begin december gepresenteerd tijdens het Australian Institute of Physics Congress in Brisbane.
In het donker
Infraroodstraling van warme lichamen omzetten is lastiger omdat het een lagere intensiteit heeft dan laserlicht. Het prototype nachtzichtbril moet daarom een kleine laser bevatten. Deze produceert laserlicht dat combineert met de binnenkomende infraroodstraling, waardoor de intensiteit hoog genoeg is om de straling van objecten in het donker te veranderen in zichtbaar licht.
Door verschillende groottes nanokristallen te mengen in de dunne vliesjes, kunnen bovendien verschillende soorten infraroodstraling omgezet worden.
De vraag die rest is: hoe ziet de wereld van infrarood er uit als het omgezet wordt in zichtbare kleuren?
‘Ik heb hier over nagedacht, maar om eerlijk te zijn weet ik het niet’, zegt Neshev. ‘Waarschijnlijk zien warme objecten er blauwachtig uit en koudere roodachtig’.
Het doel is om binnen vijf jaar een werkend prototype te bouwen.
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: