Исследователи из Института фотонных микросистем общества Фраунгофера (Германия) разработали новый инфракрасный спектрометр объёмом в 2,1 см³, что на треть меньше обычного кубика сахара-рафинада.

Прибор, воздействуя на продукт ближним инфракрасным излучением до глубины в несколько сантиметров, может определить его состав и содержание воды, причём прозрачная плёнка на вакуумной упаковке не станет для него препятствием. Ближайший к нему по размерам аналог из доступных больше в 350 раз. Малые габариты позволяют легко интегрировать спектрометр в смартфоны и иные мобильные устройства. Что очень значимо, устройство дёшево, а при его производстве используются отработанные технологии современной радиоэлектроники.

Рис. 1. Новый ИК-спектрометр имеет объём в 2,1 см³.

Вам наверняка знаком этот тип покупателя: вертит в руках каждую сливу, выбирая самую спелую, или по три минуты вращает каждую упаковку с охлаждённым мясом под различными углами в попытке определить его качество. Теперь, похоже, всё это может принять куда более продвинутые формы.

Рис. 2. Ныне используемые не уступают по размерам и стоимости приличному ксероксу. (Фото Института фотонных микросистем общества Фраунгофера).

Вопрос не так уж маловажен: в большинстве супермаркетов мясо в вакуумных упаковках перенасыщено водой, поэтому при жарке оно непременно станет жёстче, чем такой же кусок, который не стали «накачивать», чтобы придать ему фальшивый свежий вид. Ну а про вечно деревянные (в развитых странах) манго и авокадо, почему-то выдаваемые за спелые, мы и вовсе не вспоминаем. Помимо тестирования качества еды, новый носимый спектрометр сможет выявлять подделки косметики и лекарств и определять, к примеру, была ли перекрашена машина, которую вы решили купить.

Чтобы минимизировать прибор, учёные радикально изменили технологию его производства. Обычные спектрометры собираются из отдельных компонентов (зеркала, оптические щели, решётки, сам детектор), в этом же случае разработчики создали индивидуальные решётки и оптические щели прямо на кремниевой подложке.

Но и это не всё: за один техпроцесс изготавливается подложка внушительных размеров, которая затем идёт на производство сразу сотни миниатюрных ИК-спектрометров. Потом на эту подложку, содержащую оптические элементы, устанавливается вторая, с микросхемами. Кроме того, поскольку компоненты изготавливаются как обычные печатные платы, они более однородны по качеству исполнения, чем прежние спектрометры, сделанные вручную.

Прототип нового прибора был представлен 22–24 мая на выставке Sensor+Test в Нюрнберге (ФРГ). Авторы спектрометра полагают, что продажи новинки могут начаться в ближайшие годы.

Рис. 3. Проницаемость продуктов питания (на графике этилового спирта) для разных длин ИК-волн разная, и для чистого анализируемого вещества распределение проницаемости неизменно, что позволяет при отклонении от него сразу же выявить примеси. (Изобр. Википедии).