p Aqui está sua tarefa. Construa um minúsculo sensor que detecta uma assinatura de comprimentos de onda infravermelhos (IR) característicos de um tubo de escape quente, um fogo de lenha, ou talvez até mesmo um ser humano. Projete o sensor para que ele possa permanecer inativo e sem supervisão, mas sempre alerta, mesmo por anos, sem usar a energia da bateria. E construir o sensor para que o próprio ato de detecção possa iniciar a emissão de um sinal que alerte os combatentes, bombeiros, ou outros que um "sinal de interesse" foi detectado. É apenas o tipo de inteligência, reconhecimento, e tecnologia de vigilância (ISR) que pode aumentar a consciência situacional enquanto minimiza a necessidade de missões de manutenção potencialmente perigosas para substituir baterias gastas. p Online hoje no jornal Nature Nanotechnology , uma equipe de pesquisa da Northeastern University, liderado pelo Professor Associado de Engenharia Elétrica e de Computação Matteo Rinaldi, relatórios retirando este pedido alto do programa Near Zero Power RF e Operação do Sensor (N-ZERO) da DARPA com um dispositivo ao qual a equipe de Boston se refere como um "photoswitch micromecânico aprimorado plasmonicamente".

p "O que é realmente interessante sobre a tecnologia de sensor IR do Nordeste é que, ao contrário de sensores convencionais, ele consome energia zero em stand-by quando os comprimentos de onda IV a serem detectados não estão presentes, "disse Troy Olsson, gerente do Programa N-ZERO no Escritório de Tecnologia de Microsistemas da DARPA. "Quando esses comprimentos de onda IR estão presentes e interferem no sensor IR da equipe nordestina, a energia da fonte IR aquece os elementos de detecção que, por sua vez, causa o movimento físico dos principais componentes do sensor. Esses movimentos resultam no fechamento mecânico de elementos de circuito aberto, levando assim a sinais de que a assinatura de IR alvo foi detectada. "

p O sensor é uma vitrine de física e engenharia inteligentes, incluindo uma grade de patches em nanoescala cujas dimensões específicas os limitam para absorver apenas determinados comprimentos de onda de infravermelho. "As excitações baseadas em carga, chamados de plasmons (que podem ser considerados como ondulações na superfície da água), estão altamente localizados abaixo dos patches em nanoescala e efetivamente prendem comprimentos de onda específicos de luz na estrutura ultrafina, induzindo um pico relativamente grande e rápido em sua temperatura, "Rinaldi explicou. Esses picos de temperatura, por sua vez, levam a uma sequência de eventos a montante que culmina em deformações de conclusão de circuito de outras partes do sensor.

p "A tecnologia apresenta vários elementos de detecção - cada um ajustado para absorver um comprimento de onda infravermelho específico, "Olsson observou." Juntos, estes se combinam em circuitos lógicos complexos capazes de analisar espectros de IV, que abre o caminho para que esses sensores não apenas detectem a energia IV no ambiente, mas também especifiquem se essa energia deriva de um incêndio, veículo, pessoa ou alguma outra fonte de IR. "

p Considere a identificação dos veículos a partir de suas emissões de IR. Os motores que queimam gasolina ou diesel emitem compostos específicos em seus gases de escapamento. Entre esses compostos estão o CO2, CO, H2O, vários óxidos de nitrogênio e enxofre (NOx e SOx, respectivamente), e hidrocarbonetos como metano. "Como resultado, os espectros de emissão infravermelha dos gases do tubo de escape aquecidos que saem de veículos como caminhões, carros ou aeronaves podem, por si só, atuar como uma assinatura específica para um tipo de veículo, "explicou Zhenyun Qian, que tem trabalhado com Rinaldi e outros membros da equipe de pesquisa no programa N-ZERO.

p Um objetivo principal do programa N-ZERO é desenvolver tecnologias fundamentais que abram o caminho para sistemas de sensores novos e mais capazes, relevantes para a segurança nacional. A equipe da NU destaca em seu Nature Nanotechnology papel que a mesma tecnologia pode se tornar importante nos próximos anos, à medida que a Internet das Coisas se expande para incluir centenas de bilhões de dispositivos, variando de carros, para eletrodomésticos, para sensores implantados remotamente. "A capacidade de consumir energia apenas quando informações úteis estão presentes resultará em uma duração quase ilimitada de operação para sensores autônomos implantados para detectar eventos infrequentes, mas críticos em relação ao tempo, com um impacto inovador na proliferação da Internet das Coisas, “prevêem os pesquisadores nordestinos em seu artigo.