In de toekomst wordt het wellicht mogelijk om met je smartphone de kwaliteit van de lucht en watermonsters te controleren. Het Fraunhofer Institute for Electronic Nano Systems ENAS ontwikkelde hiervoor een mini spectrometer die slechts 1 gram weegt en in smartphones ingebouwd kan worden.
Op dit moment zijn infrarood spectrometers nog relatief groot en duur. Ze wegen doorgaans enkele kilo’s en de productiekosten lopen in de duizenden euro’s. De nu ontwikkelde mini spectrometer is, zo verwachten de uitvinders, voor minder dan 1 euro te maken. En de reeds genoemde toepassingen – het controleren van de lucht- en waterkwaliteit, zijn maar twee van de vele mogelijke toepassingen.
De mini spectrometer kan, zo stellen de uitvinders, straks ook gebruikt worden om valse, namaak, medicijnen te herkennen. Een fenomeen dat met de komst van online apotheken, waar je medicatie kunt bestellen, de afgelopen jaren steeds vaker de kop op steekt.
Net als conventionele infraroodspectrometers maakt de mini spectrometer gebruik vam lichtbundels binnen het infraroodbereik. Het licht van verschillende golflengten wordt vervolgens met behulp van een regelbare filter gefragmenteerd en door middel van geïntegreerde golfgeleiders naar een detector geleid. Het licht dat gereflecteerd wordt, wordt vervolgens gebundeld en geanalyseerd om te bepalen welke bestanddelen in de gecontroleerde sample gevonden zijn.
Om de mini spectrometer in smartphones te kunnen inbouwen moet zijn alleen het formaat en gewicht van belang. De bediening van de spectrometer moet eenvoudig en intuïtief zijn. Daarvoor is al een eerste concept , gebaseerd op zelflerende algoritmen, ontwikkeld.
Uiteindelijk moet de spectrometer via een speciale app opgestart worden en vervolgens boven het te testen sample gehouden worden. De app geeft stap voor stap aan welke handelingen tijdens het meetproces uitgevoerd moeten worden. Na de test wordt het resultaat eenvoudig in de app getoond. In het geval van de controle van een mogelijk namaak medicijn wordt dan bijvoorbeeld ‘originele medicatie’ of ‘namaak medicatie’ getoond.
De onderzoekers hebben inmiddels al de eerste mini spectrometerchips geproduceerd en als proof of concept geleverd. De komende periode worden deze diepgaand getest om antwoord te krijgen op vragen als: Bewegen de afzonderlijke componenten zoals we willen? Wordt het licht dat in de golfgeleider is gekoppeld doorgelaten zoals het hoort? Afhankelijk van de resultaten van deze onderzoeken zou de mini spectrometer binnen ongeveer twee jaar op de markt gebracht kunnen worden.
