Novo polímero maravilhoso desbloqueia ótica de imagem térmica acessível

Oct 28, 2023

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O polímero recém-descoberto pode ser moldado em uma variedade de lentes com excepcional transparência infravermelha (Imagem: Tonkin et al.)

Pesquisadores australianos descobriram um polímero de baixo custo com "a maior transparência infravermelha de onda longa já relatada para um plástico" que poderia desbloquear lentes acessíveis para câmeras de imagem térmica.

Relatado em Advanced Optical Materials, o polímero pode servir como uma alternativa econômica aos óculos atualmente usados ​​para produzir óptica infravermelha.

As imagens térmicas e infravermelhas são usadas em vários setores, incluindo aeroespacial, defesa, segurança e vigilância, medicina, engenharia elétrica, exploração espacial e operação autônoma de veículos.

No entanto, os materiais ópticos actualmente utilizados para produzir lentes de infravermelhos, nomeadamente vidros de germânio ou calcogenetos, podem ser caros e cada vez mais difíceis de encontrar. O germânio é um elemento escasso e com um preço alto – as lentes feitas com ele podem custar milhares de dólares – enquanto os vidros de calcogeneto geralmente são feitos com elementos tóxicos como arsênico ou selênio.

Em busca de uma alternativa muito necessária, uma equipe multidisciplinar da Flinders University em Adelaide, na Austrália, desenvolveu uma solução usando um polímero totalmente novo feito de enxofre e ciclopentadieno – dois materiais amplamente disponíveis e, portanto, muito acessíveis. O enxofre é produzido em muitos milhões de toneladas no refino de petróleo, com bilhões de toneladas também disponíveis em depósitos geológicos, enquanto o ciclopentadieno também é derivado de materiais de baixo custo produzidos no refino de petróleo.

Os pesquisadores combinaram os dois materiais em um reator recém-projetado para produzir um polímero preto com "a maior transparência de luz infravermelha de onda longa já relatada para um plástico". O reator permite que os blocos de construção de monômeros acessíveis sejam combinados na forma gasosa, um feito anteriormente considerado impossível por outros pesquisadores da área, de acordo com a equipe de Flinders.

O polímero resultante pode então ser moldado em uma variedade de lentes, sendo tais métodos dramaticamente mais rápidos do que a produção de lentes envolvendo processos mecânicos, como moagem, por exemplo. Além disso, o novo polímero é tão acessível que a quantidade necessária para produzir uma lente de 1g custa menos de 1 centavo.

"O material combina alto desempenho, baixo custo e fabricação eficiente", diz o doutorando Sam Tonkin, primeiro autor do novo artigo. "Ele tem o potencial de expandir o uso de imagens térmicas para novas indústrias que antes eram limitadas pelo alto custo das lentes de germânio ou calcogeneto. Este é um campo em rápido desenvolvimento que verá avanços empolgantes nos próximos anos."

O fato de o polímero ser preto também se presta à ocultação de equipamentos de imagem térmica, por exemplo, em aplicações de vigilância, acrescentam os pesquisadores.