Les scientifiques ont mis au point une LED ajustable adaptée à la spectroscopie infrarouge et suffisamment compacte pour tenir dans un smartphone.
Les spectromètres infrarouges sont des instruments coûteux et puissants que les scientifiques utilisent pour analyser la composition chimique d’un échantillon. Un nouveau projet de recherche a montré à quoi pourrait ressembler cette technologie si elle était intégrée à un smartphone. Cette avancée repose sur une nouvelle LED qui peut être réglée pour détecter différents gaz et qui pourrait être intégrée dans un appareil compact pour tout détecter, des aliments avariés au faux cuir.
L’étude a été menée par des scientifiques des États-Unis et d’Australie, qui ont entrepris de mettre au point des formes plus mobiles des spectromètres infrarouges généralement encombrants utilisés dans les laboratoires de recherche. Ceux-ci fonctionnent en soumettant des échantillons à un rayonnement infrarouge et en analysant les interactions qui en résultent, lesquelles varient en fonction des molécules présentes dans la matière et de la manière dont elles absorbent, émettent et réfléchissent la lumière.
Les chimistes utilisent cette technologie pour étudier de nouveaux composés ou pour les aider à synthétiser de nouveaux matériaux. Mais l’adaptation de la spectroscopie infrarouge à un format plus mobile pourrait ouvrir des possibilités intéressantes, comme la détection des fuites de gaz dans un puits de mine ou la prévention de la détérioration des aliments. En se multipliant, les bactéries présentes dans la viande produisent certains gaz, dont les niveaux pourraient être utilisés pour indiquer une détérioration. Les auteurs de la nouvelle étude ont fait un pas prometteur vers cet avenir.
« Notre nouvelle technologie lie une fine couche de cristaux de phosphore noir à un substrat flexible de type plastique, ce qui permet de le plier de manière à ce que le phosphore noir émette de la lumière à différentes longueurs d’onde, créant ainsi une LED infrarouge ajustable qui permet la détection de plusieurs matériaux », explique Kenneth Crozier, professeur à l’université de Melbourne. « Cette technologie pourrait s’intégrer dans les smartphones et faire partie de l’usage quotidien ».
Cette percée pourrait marquer une avancée significative pour ces types d’instruments, qui reposent sur la construction minutieuse de multiples couches de cristaux parfaitement agencés pour filtrer la lumière infrarouge de la manière souhaitée. À l’inverse, la nouvelle conception de l’équipe est relativement simple, puisqu’elle n’utilise qu’une seule couche de phosphore noir pour conserver sa flexibilité, ce qui permet de modifier ses propriétés et de générer différentes longueurs d’onde pouvant être appliquées à différents sujets.
« Le changement de la longueur d’onde d’émission du phosphore noir en fonction de la courbure est vraiment spectaculaire, ce qui permet de régler la LED dans l’infrarouge moyen », explique le professeur Ali Javey, de l’université de Californie à Berkeley, dont le groupe a dirigé les travaux.
Les scientifiques imaginent que le dispositif ajustable pourrait être déployé à l’intérieur des réfrigérateurs et envoyer une notification au propriétaire lorsque la nourriture se détériore, ou qu’il pourrait être intégré à un smartphone pour aider les acheteurs à distinguer le faux cuir du vrai. Il pourrait également être intégré dans des drones utilisés par les pompiers et les mineurs pour détecter les gaz nocifs à une distance sûre.
« Nos photodétecteurs infrarouges pourraient être intégrés dans un appareil photo, de sorte que nous pourrions regarder l’écran de notre téléphone et « voir » des fuites ou des émissions de gaz et être en mesure de déterminer de quel type de gaz il s’agit », explique Kenneth Crozier.
