Met je smartphone controleren of vis nog vers is? Met deze uitvinding is het over een paar jaar mogelijk

Stel, u staat bij de visboer en twijfelt of de zalm in de vitrine wel vers is. U richt uw smartphone op de vis en het apparaat toont direct het resultaat. Toverkracht? Nee, wetenschap. Deze schijnbaar magische truc wordt over enkele jaren wellicht realiteit dankzij een vinding van de TU Eindhoven en het Amsterdamse Amolf onderzoeksinstituut.

Een viswinkel Foto anp

Onderzoekers hebben daar een zogenoemde spectrometer ontwikkeld ter grootte van een speldenknop, waarmee de samenstelling van allerlei materialen kan worden vastgesteld.

Spectrometrie wordt nu al op grote schaal gebruikt om onder meer luchtvervuiling te meten. Denk aan de recent gelanceerde Nederlandse Tropomi-satelliet, die met een spectrometer dagelijks zeer gedetailleerd wereldwijd de hoeveelheid koolmonoxide en stikstofoxiden in de atmosfeer meet. De technologie kan ook worden gebruikt om te analyseren of dat plekje op de huid mogelijk kwaadaardig is, of welk type medicijn er op het nachtkastje slingert.

Vingerafdruk

Dat ze tot nu toe niet in smartphones is te vinden, komt doordat de technologie die een soort 'vingerafdruk' van het te scannen materiaal maakt, relatief veel ruimte vergt. De spectrometer die nu is ontwikkeld, werkt op compleet andere wijze.

Het gaat om een 'photonic crystal cavity', een lichtval van enkele micrometers groot waar invallend licht niet uit kan ontsnappen. In de val zit een membraan dat, zodra het ingesloten licht erop valt, een klein stroompje opwekt waarmee kan worden bepaald uit welke frequenties het bestaat. Door twee van zulke membranen boven elkaar te plaatsen, kan het frequentiegebied worden veranderd en kan een groter gebied (zeg maar meer kleuren) worden gemeten, aldus de studie die woensdag in Nature Communications verscheen.

Een massaspectrometer. Foto anp

Verbeterpunten

Het golflengtebereik van de sensor is nu slechts 30 nanometer in het infrarode spectrum. Hoewel dit gebied te klein is voor echte toepassingen, kunnen binnen dit spectrum al wel honderdduizend frequenties (kleuren) worden onderscheiden. De onderzoekers hopen de technologie de komende jaren te verbeteren zodat een breder lichtspectrum kan worden geanalyseerd. 'Daarvoor moeten we de optische structuur ingrijpend aanpassen', zegt hoofdonderzoeker Andrea Fiore van de TU Eindhoven.

Fiore hoopt dat zijn sensor over een jaar of vijf ('al is tien jaar waarschijnlijker') kan worden toegepast in smartphones. Als de onderzoekers daarin slagen, wordt dit type sensor na de nu populaire camerasensor vermoedelijk het belangrijkste onderdeel van een smartphone. Fiore zegt dat onder meer de medische industrie al interesse heeft getoond in de vinding. Onder meer Samsung werkt ook aan een technologie voor kleine spectrometers voor zijn smartphones.

Sterrenkundige Frans Snik van de Universiteit Leiden, gespecialiseerd in spectrografie, noemt de vinding zeer interessant. 'In eerste instantie niet eens vanwege de toepassingen', zegt hij. 'Het is vooral indrukwekkend hoeveel technologieën deze groep in een zeer kleine pixel heeft weten te proppen. En die vervolgens aan het werk heeft gekregen.'

Fiore zegt dat nog niet duidelijk is voor welke toepassingen de meetkwaliteit van de kleine sensors in de toekomst voldoende betrouwbaar kan worden. 'Er moet nog veel onderzoek worden gedaan.'

Meer over