科学的な事件は時には完全に予期しない結果をもたらします。 そのため、主に偶然により、加硫ゴム、X線、ペニシリン、局所麻酔などが登場しました。 そして私たちの時代には、栄光のロサンゼルスにあるUCLA研究センターの研究者は、私たちが慣れ親しんだ形のデジタルカメラがすぐに歴史だけになることができるため、材料に思いがけずつまずきました。
大学院生のHsiang-Yu Chenは、何かがうまくいかなかったとき、ソーラーパネルの新しい式に取り組みました。 直射日光が当たると電気を生成する代わりに、それが作用する材料の導電率が変化しました。
「もともとの目標は、より効率的なソーラーパネルを作成することでした」とチェンは言います。「研究中に何らかの方法で、ソーラーパネルの特性が単純に消失したことがわかりました。」 電気を生成する代わりに、試験材料は非常に感光性になり、センサーとして使用するというアイデアを促しました。
まぐれのおかげで、まもなく新しいタイプのデジタル写真およびビデオカメラが地平線に登場する可能性があり、その中には、現在よりも安価で高品質のマトリックスがあり、さらにノイズ指数が今日よりも低くなります。 カットの下には説明付きの写真があります。
上の写真では-ガラス基板上の新しい材料の5つのストリップ。Chenは滅菌ボックスにピンセットで保持しています。
この写真では、Sang-Yu Chenが試験管からポリマーのサンプルを採取しています。 この研究室の研究者は、その特性がさらなる実験に適しているものが見つかるまで、数百の材料をテストします。
チェンが発見したとき、彼女は量子ドットでコーティングされたプラスチックに似た物質-ナノ粒子（ウイルスのサイズ程度）で働きました。その特性は半導体の特性に似ています。 成功した場合、量子ナノ粒子は、今日の標準であっても、前例のない解像度を持つ新しいタイプのマトリックスを提供します。 また、この新しい素材はポリマーテープであるため、柔軟性があり、いつかは非常に安くなる可能性があります。
上の図には、さまざまなポリマーの濃縮物が入った容器のペアがあります。 後で、それらはすべて日光に対する反応についてテストされます。
光の存在を検出して写真を撮れるデジタルカメラの今日のマトリックスは、シリコンでできています。 これにより、それらは非常に高価になりますが、同時に、フラットでハードになります。 センサーが平らであっても、すべてが正常に見えるように思えますが、レンズがどのように機能するかを考えるまでは、そのようにしか見えません。 実際、ガラスの曲率に応じて、出力で得られる画像も変化します。 また、球面画像を平らな面に投影すると、角の近くでノイズレベルが非常に高くなることがわかります。 柔軟なマトリックスは、これが起こるのを防ぎます。
これで、基板に堆積したポリマーが金属シェルで囲まれ、電極クリップに配置されます（白い仕掛け、設置の一部）。 そのタスクは、センサーが光にさらされたときに情報を「読み取る」ことです。 これがすべての感光性材料の仕組みですが、ここでは、ポリマーが「画像」をどの程度認識しているかについての情報を取得するプロセスも重要な作業です。
これで、クリップ内のポリマーのテストコピーがテストセットアップに配置されます。 右側で明確に区別できるワイヤは、その後の分析のために材料の電気的活動をコンピューターに送信します。
確かに、これらの操作はすべて、隔離された無菌ボックスで実行されていることに気づきました。 これで、非常に明るいワイドスペクトル光源が接続されました。 さらに、光源から試験材料までの距離は厳密に固定されています。 写真で光が青く見えるという事実にもかかわらず（これは実験室が黄色の光を持っているという事実による）、実際には、それは可能な限り昼光の色に近い。
Chenは、実験室のニーズに合わせて設計されたコンピューターと特別なソフトウェアを使用して、テスト結果をチェックします。 処理された情報が表示されるグラフは、光に対する材料の反応レベルに対応しています。
最初の実験では、若い才能は結果として電気を見ることを望みました。光はポリマーに接触すると必然的に生成されますが、代わりに光は電気の流れを止めます。 この現象は、試験材料が太陽電池ではなく感光性マトリックスとして機能することを示しています。
研究室の主な焦点は依然として太陽電池の効率の問題であるという事実にもかかわらず、チェンによって得られた結果はすでに公開されています。 現在、写真やビデオ機器を製造している多くの企業がすでにこの発見に注目しているため、技術の問題は時間の問題になっています。
走査型原子間力顕微鏡（ AFM ）を使用して、ポリマープロファイルの画像を取得し、その原子構造を調べます。 ナノニードルは、ターンテーブルのニードルとほぼ同じ方法で表面を通過します。
この針はカンチレバーに取り付けられており、カンチレバーはレーザービームを反射するため、出力により表面の3次元トポグラフィー画像が生成されます。 研究者は、量子ドットがポリマー全体に正しく配置されていることを確認できます。
しかし、ポリマーの物理構造を決定するために、走査型トンネル顕微鏡（ STM ）が使用されます。 STMを使用して得られる画像の詳細レベルは、数百ナノメートルです。 上の写真では、感光性（間違いなく）ポリマーのミクロ画像を見ることができます。
偶然についてのメッセージとともに、ChenからNatureに送られた手紙ですが、これが革新的でなくなることはないので、 こちらをご覧ください 。 若い女の子に幸運を祈るのは、彼女の仕事への関心が「ビデオ」と「写真」が何であるかについてのまったく新しいレベルの理解にすべての人類をもたらすかもしれません。
Wiredの皆さんに感謝します