在过去的几十年里，成像技术取得了惊人的进步，从每秒处理超过 200 万帧的高速光学传感器到使用单个像素记录图像的微型无镜头相机。
在最近发布在《先进材料》上的一项研究中，大阪大学SANKEN的研究人员在超薄柔性片材上开发了一种光学传感器，该片材可以弯曲而不会断裂。事实上，这个传感器非常灵活，即使它被揉成球，它也能工作。
在相机中，光学传感器是感应通过镜头的光线的设备，类似于人眼内的视网膜。
“传统的光学传感器是使用无机半导体和铁电材料制造的，”该研究的主要作者Rei Kawabata说。“这使得传感器僵硬且无法弯曲。为了避免这个问题，我们研究了一种不同的方法来检测光线。
研究人员没有使用传统的光传感器，而是使用打印在超薄聚合物基板上的微型碳纳米管光电探测器阵列。当暴露在光线下时，碳纳米管会升温，产生热梯度，然后产生电压信号。在打印过程中用化学载体掺杂纳米管可进一步提高其灵敏度。使用这些纳米管，可以测量可见光以及红外光，例如与热或分子相关的光。
除了碳纳米管传感器外，有机晶体管也被印刷在聚合物基板上，以将电压信号组织成图像信号。要读取此信号，计算机不需要通过电线与传感器进行物理连接。取而代之的是，使用无线蓝牙模块。
“与这个无线系统一起，我们的成像仪可以连接柔软和弯曲的物体来分析它们的表面或内部，而不会损坏它们，”该研究的资深作者Teppei Araki说。
研究人员构建了片状光学传感器的原型，并测试了其感知人类手指或电线等物体的热量以及流经管子的葡萄糖的能力。他们发现光学传感器在很宽的波长范围内具有很高的灵敏度。此外，在室温和大气条件下，测试表明它具有很高的弯曲耐久性，即使在皱巴巴之后也能工作。
这种无线测量系统和片状光学传感器的独特优势将带来新的、更简单的方法来执行许多任务，例如无需取样即可评估液体的质量。研究人员认为，它在许多应用中都具有很高的前景，例如无损成像、可穿戴设备和软机器人。
