La Cina continua a studiare la natura nel tentativo di sviluppare apparecchiature militari sempre più all'avanguardia. Dopo il drone in miniatura ispirato alle zanzare, Pechino potrebbe adesso affinare la propria tecnologia a infrarossi grazie ad un coleottero. Un gruppo di ricercatori ha infatti realizzato un sensore infrarosso ispirato al coleottero “cacciatore del fuoco”. Un sensore, per la cronaca, capace di funzionare fino a 20 000 volte più velocemente rispetto ai dispositivi convenzionali, ma soprattutto potenzialmente utilizzabile per costruire una rete di sorveglianza addirittura più potente ed efficace del sistema di difesa missilistica statunitense proposta da Donald Trump e nota come Golden Dome. Ecco di che cosa si tratta.
Il sensore infrarosso della Cina
Secondo quanto riportato dal South China Morning Post, che ha dedicato un approfondimento alla notizia, la tecnologia cinese ad infrarosso, capace di velocità di rilevamento senza precedenti, sarebbe stata ispirata dal più sensibile cercatore di calore in natura: il coleottero del fuoco. Andiamo per gradi. Innanzitutto, questa tecnologia è fondamentale per rilevare oggetti in ambienti difficili, dove fumo, nebbia o polvere possono compromettere la visibilità; fornisce inoltre immagini nitide e un rilevamento accurato penetrando ostacoli del genere, rendendola essenziale per l'uso in applicazioni militari e industriali.
Qui entra in gioco la natura. Già, perché alcuni sistemi biologici sono in grado di percepire il movimento in contesti complessi con un'elaborazione minima, ispirando così nuovi progetti di dispositivi optoelettronici. Un esempio interessante è rappresentato dal coleottero del fuoco, dotato di un organo ad hoc nel torace che gli consente di rilevare deboli radiazioni infrarosse provenienti da incendi boschivi a centinaia di chilometri di distanza, anche mentre vola ad alta velocità, con una precisione che supera la sensibilità della maggior parte dei rilevatori di infrarossi in commercio.
Ispirati da questo meccanismo biologico, i professori Hu Weida e Miao Jinshui e il loro team dello Shanghai Institute of Technical Physics presso l'Accademia cinese delle scienze, in collaborazione con i ricercatori della Tongji University, hanno sviluppato un nuovo dispositivo di rilevamento a infrarossi ad alta efficienza in grado di rilevare, memorizzare e riconoscere in tempo reale bersagli a infrarossi in rapido movimento.
L'esempio del coleottero
I loro risultati sono stati pubblicati sulle riviste peer-reviewed Nature Communications e Light: Science & Applications. Il team ha inizialmente costruito un transistor basato su una combinazione di diseleniuro di palladio e pentacene per formare un'eterostruttura. Il primo, un materiale bidimensionale, fornisce un elevato assorbimento nell'infrarosso medio, mentre il pentacene, un semiconduttore organico, imita i sistemi biologici.
Utilizzando questo transistor, il team ha progettato un framework di calcolo del serbatoio (RC) e, integrando una matrice di dispositivi 4×4, è stato in grado di identificare la direzione del movimento della fiamma con un tasso di precisione pari a quasi al 95%. In scenari di incendio simulati con temperature fino a 927 gradi Celsius il dispositivo ha mostrato risposte stabili e capacità di memorizzazione delle traiettorie delle radiazioni termiche, confermando il suo potenziale per sistemi di allerta incendi, navigazione con visione notturna e monitoraggio industriale.
Secondo gli autori, le tecnologie sarebbero adatte al monitoraggio ambientale, alla sorveglianza militare, alla guida autonoma e alla visione notturna. Questi dispositivi, inoltre, potrebbero formare una rete distribuita di sorveglianza a infrarossi.
I chip ispirati allo scarabeo del fuoco potrebbero essere integrati nel sistema di difesa terra-aria a corto raggio HQ-17AE per intercettare missili durante tempeste di sabbia o in condizioni notturne, mentre i chip sviluppati con BP/InSe potrebbero potenziare le difese laser navali, come il controllo di tiro per i cannoni elettromagnetici a rotaia di una portaerei cinese.