Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

MantiSpectra.

Een TU/e-onderzoeksgroep heeft een nieuwe nabij-infraroodsensor ontwikkeld die eenvoudig te maken is, qua grootte vergelijkbaar is met sensoren in smartphones, en klaar is om direct in te zetten in industriële procesbewaking en landbouw.

Deze doorbraak is gepubliceerd in Nature Communications . Co-eerste auteur Kaylee Hakkel verdedigt op 14 januari haar proefschrift.

Het menselijk oog is een wonderbaarlijke sensor. Met behulp van drie fotoreceptorcellen die zichtbaar licht omzetten in signalen voor verschillende kleuren, geeft het oog essentiële informatie over de wereld om ons heen.

"Wanneer onze hersenen de signalen samenvoegen, doen ze een voorspelling over wat de signalen betekenen op basis van onze ervaringen. Bijvoorbeeld, een rode aardbei is zoet, maar een groene niet", legt Kaylee Hakkel uit. Hakkel is PhD onderzoeker in de onderzoeksgroep Photonics and Semiconductor Nanophysics bij de faculteit Applied Physics, en co-eerste auteur van het onderzoek.

Grootte doet ertoe
Hoewel het menselijk oog indrukwekkend is, is het bij lange na niet de meest geavanceerde natuurlijke lichtsensor die er is. "De ogen van de bidsprinkhaankreeft hebben 16 verschillende cellen, die gevoelig zijn voor ultraviolet licht, zichtbaar licht en nabij-infrarood (NIR) licht", zegt Hakkel. "Het meten van het spectrum in het infrarood is het meest interessant voor toepassingen in de industrie en de landbouw, maar er is één groot probleem - de huidige nabij-infrarood spectrometers zijn gewoon te groot en te duur."

Hakkel en haar medewerkers hebben dit probleem opgelost door een nabij-infraroodsensor te ontwikkelen die op een kleine chip past. Net als het oog van de bidsprinkhaankreeft heeft het 16 verschillende sensoren - maar ze zijn allemaal gevoelig voor nabij-infrarood licht. "Het was een grote uitdaging om de sensoren te verkleinen en tegelijk de kosten laag te houden. Om dit te bereiken hebben we daarom een nieuw fabricageproces ontworpen op wafergrootte."

"Het is goedkoop omdat we meerdere sensoren tegelijk kunnen produceren. Het is nu direct klaar voor gebruik in praktische toepassingen in de echte wereld", voegt Hakkel toe. "De sensorchip is klein en zou zelfs ingebouwd kunnen worden in toekomstige smartphones."

Een oplossing voor speciaal meten
Andrea Fiore, onderzoeksleider van de faculteit Applied Physics en het Eindhoven Hendrik Casimir Institute, is verheugd over het werk van hun onderzoeksteam. "We zijn al een aantal jaren bezig met het onderzoeken van deze technologie. En nu zijn we erin geslaagd de spectrale sensoren op een chip te integreren, terwijl we ook een ander belangrijk punt hebben aangepakt: efficiënt gebruik van de gegevens."


Dwarsdoorsnede van de sensor (Kaylee Hakkel).

Wanneer een sensor licht meet, wordt het opgewekte signaal gewoonlijk gebruikt om het optische spectrum - of de optische vingerafdruk - van het materiaal te reconstrueren. Vervolgens worden algoritmen gebruikt om de gegevens te analyseren.

In deze nieuwe aanpak tonen de onderzoekers aan dat de stap van spectrale reconstructie niet nodig is. Met andere woorden, de signalen die door de sensoren worden gegenereerd, kunnen rechtstreeks naar de analyse-algoritmen worden gestuurd. "Dit vereenvoudigt de ontwerpeisen voor het apparaat aanzienlijk", merkt Fiore op.

Analyseren van melk en kunstoffen
Met de sensor in de hand hebben de onderzoekers vervolgens de sensor getest in een aantal experimenten. Co-eerste auteur Maurangelo Petruzzella, die ook werkzaam is bij het startup bedrijf MantiSpectra, legt uit: "We gebruikten de sensor om de voedingseigenschappen van allerlei materialen te meten, waaronder melk. Onze sensor gaf een vergelijkbare nauwkeurigheid bij de voorspelling van het vetgehalte in melk als conventionele spectrometers. En vervolgens gebruikten we de sensor om verschillende soorten plastic te classificeren."

De voedingseigenschappen van melk zijn bepalend voor de economische waarde ervan, en het is bewezen dat de sensor deze eigenschappen nauwkeurig kan meten. Bovendien kunnen deze metingen worden gebruikt om de algemene gezondheid van de koe te controleren. De sensor kan ook gebruikt worden om soorten plastic te classificeren, en zo helpen om afvalsorteerprocessen te optimaliseren.

"Naast deze toepassingen verwachten we dat de sensor kan worden gebruikt voor gepersonaliseerde gezondheidszorg, precisielandbouw (bijvoorbeeld het monitoren van de rijpheid van fruit en groente), procescontrole en lab-on-chip testen. We hebben nu een volledige ontwikkelingskit beschikbaar op basis van deze technologie: de SpectraPod^TM . Bedrijven en onderzoeksinstellingen gebruiken die om hun toepassingen te bouwen. En het mooie is dat deze sensor zelfs gangbaar zou kunnen worden in de smartphones van de toekomst. Dat zou betekenen dat mensen hem thuis kunnen gebruiken om de kwaliteit van hun voedsel te controleren, of bepaalde aspecten van hun gezondheid te controleren", voegt Petruzzella eraan toe.

Mantispecta toekomst
En het begint nu pas spannend te worden voor Hakkel, die op 14 januari haar proefschrift verdedigt aan de TU/e. Daarna gaat ze samen met Petruzzella aan de slag bij het startup-bedrijf MantiSpectra, waar ze zich zullen inzetten om de sensor verder te ontwikkelen voor meer praktische toepassingen. "Ik ben erg enthousiast om samen met MantiSpectra aan de volgende fase van de ontwikkeling van de sensor te beginnen. Deze sensor zou kunnen bijdragen aan een schoner milieu en het aanpakken van voedselverspilling: toepassingen die voor iedereen belangrijk zijn."

Informatie over het artikel
"Integrated near-infrared spectral sensing",  Kaylee D. Hakkel, Maurangelo Petruzzella, et al., Nature Communications, (2022).

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> ERC Starting Grants toegek...
> HPS Industrial verhuisd na...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Een kopermijn in de straat?

Hoe de keuze voor een mooi uiterlijk tot teleurstelling kan leiden

Bio-based

Toon alle columns / opinies

Bedrijf in beeld

ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.

AVE Added Value Electronics

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

Sponsored content

Piher Sensing Systems - Montagepotentiometers
Overzicht van SMD- en THT-componenten uit onze voorraad.
Potentiometers vormen een essentieel onderdeel van veel elektronische schakelingen . Ze worden vaak gebruikt voor nauwkeurige ijking en afstelling van schakelingen - vooral voordat het apparaat aan consumenten of industriële afnemers wordt geleverd.

Lees meer >>

advertorial

De kwaliteitseisen voor printplaten worden steeds hoger omdat de betrouwbaarheid van de elektronische apparatuur gegarandeerd moet worden. De kwaliteitseisen worden vaak bepaald door de toepassing en de omgeving waarin ze gebruikt worden.

Vacatures

Alliander - Arnhem
Crisismanager Energie
Als Crisismanager Energie vervul je een sleutelrol binnen de afdeling Liander Klant & Control (LKC), de storingsverkeerstoren van Liander. Hier hebben we het overzicht over wat er gebeurt in ons verzorgingsgebied en monitoren we of events zich kunnen ontwikkelen tot crises. Grote en langdurige verstoringen in de energievoorziening leiden namelijk tot flinke maatschappelijke impact: we zijn als samenleving in grote mate afhankelijk van energie. Gelukkig is onze storingsorganisatie zo professioneel ingericht, dat ze de meeste incidenten snel kunnen afhandelen. Het is dus niet altijd crisis!  Lees meer >>

ASML - Veldhoven
Global Customer Support Expertise @ ASML
Are you looking for a challenge that has technical complexity? Are you willing to focus om optimizing customer performance? Do you have the required strong interpersonal skills to connect on every level and to influence without power? Then a role within our Customer Support organization could be the right spot for you! After a system (EUV or DUV machine) is shipped to a customer abroad, the real ‘magic' begins. Thousands of our engineers worldwide are dedicated to a simple goal: making sure that the lithography systems at our customers' sites are running smoothly, 24/7. That makes Customer Support (CS) vital to our success.  Read more >>

ASML - Veldhoven
System Install Coordinator
Do you want to be responsible for monitoring and ensuring a smooth installation process of our advanced lithographic systems at our clients, all over the world? Become a system install coordinator at ASML and help to build some of the most amazing, complex machines that you will ever see! This means a lot of traveling (60- 80% of the time), continuous learning and being surrounded by many different cultures and work environments. Will you take on this life-changing opportunity? So, are you in possession of a technical bachelor's or master's degree? Apply now as a system install coordinator and directly contribute to decreasing the global microchip-shortage! Read more >>

ABB b.v. - Rotterdam Waalhaven
Medeweker Elektronica Werkplaats
De Elektronica Werkplaats houdt zich bezig met diverse reparaties op het gebied van elektronica. De producten die gerepareerd dienen te worden kunnen printplaten zijn van draadloze afstandsbesturingen, PLC systemen en generator regelingen. Maar ook onderdelen van toerenregelingen voor elektromotoren. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Eindhoven/Limburg
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Midden Nederland
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

lees e-totaal digitaal

Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier!

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Volg e-totaal

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.