近年來，成像技術取得了令人矚目的進步，從每秒能捕捉200 多萬幀影像的高速光學感測器，到只需一個像素就能捕捉影像的小型無鏡頭相機，不一而足。大阪大學的研究人員在超薄聚合物薄膜上使用碳奈米管和有機晶體管製造出了一種柔軟、柔韌的無線光學感測器。這項創新有望為成像技術和非破壞性分析技術帶來新的可能性。

在最近發表於《先進材料》（Advanced Materials）上的一項研究中，大阪大學科學與工業研究所（SANKEN）的研究人員在一種超薄柔性薄片上開發出了一種光學感測器，這種感測器可以彎曲而不會斷裂。事實上，這種感測器非常靈活，即使被揉成一團也能正常運作。

在照相機中，光學感測器是感應穿過鏡頭的光線的裝置，類似於人眼的視網膜。

感測器設計的創新

“傳統的光學感測器是使用無機半導體和鐵電材料製造的，”該研究的主要作者Rei Kawabata 說。 “這使得感測器變得僵硬，無法彎曲。為了避免這個問題，我們研究了另一種探測光的方法。”

與傳統的光感測器不同，研究人員使用的是印在超薄聚合物基底（小於5 微米）上的微小碳奈米管光電探測器陣列。當暴露在光線下時，碳奈米管會發熱，形成熱梯度，然後產生電壓訊號。在印刷過程中摻入化學載體可進一步提高奈米管的靈敏度。利用這些奈米管，可以測量可見光以及與熱或分子相關的紅外光。

用於寬頻紅外線熱分析的積體有機電路的超靈活無線成像儀利用片狀光學感測器對光、熱和分子進行探測和成像。

無線技術集成

除了碳奈米管感測器，聚合物基板上還印有有機晶體管，將電壓訊號組織成影像訊號。要讀取這種訊號，電腦不需要透過電線與感測器進行實體連接。取而代之的是無線藍牙模組。

研究的資深作者荒木禎平說：”有了這套無線系統，我們的成像儀就能附著在柔軟和彎曲的物體上，對其表面或內部進行分析，而不會損壞它們。”

整合了碳奈米管光電探測器和有機晶體管的片式光學感測器

研究人員製作了薄片型光學感測器的原型，並測試了其感應人體手指或電線等物體的熱量以及流經管道的葡萄糖的能力。他們發現，這種光學感測器在很寬的波長範圍內都具有很高的靈敏度。此外，在室溫和大氣條件下，測試顯示它具有很高的彎曲耐久性，即使被揉皺也能正常工作。

這種無線測量系統和薄片型光學感測器的獨特優勢將為執行許多任務（如無需採樣即可評估液體品質）帶來更簡單的新方法。研究人員認為，它在無損成像、穿戴式裝置和軟機器人等許多應用領域都大有可為。

編譯來源：ScitechDaily