ENG: Researchers at NYU Tandon School of Engineering have created an environmentally friendly alternative to traditional infrared detectors that use toxic heavy metals such as mercury and lead. Their work introduces colloidal quantum dots, tiny particles synthesized entirely in solution that can detect infrared light efficiently. Unlike conventional detectors that require slow and costly atom-by-atom fabrication, these quantum dots can be produced and applied using scalable coating methods similar to those used in large-scale printing, greatly reducing manufacturing costs and enabling broader commercial adoption.
The research team, led by Associate Professor Ayaskanta Sahu, solved a major challenge in making the quantum dots both sensitive and conductive. They used a method called solution-phase ligand exchange to adjust the surface chemistry, creating smooth, uniform coatings that transmit electronic signals effectively. The resulting detectors can respond to infrared light within microseconds and capture extremely weak signals, showing impressive potential even though their performance still trails the best heavy-metal-based systems in some areas.
Together with earlier developments on transparent silver nanowire electrodes, this approach forms the foundation for sustainable and scalable infrared imaging systems. The electrodes allow light to pass through while collecting electrical signals efficiently, supporting large imaging arrays with millions of pixels. The combination could make infrared cameras for vehicles, smartphones, and medical devices both environmentally compliant and cost-effective, advancing technologies that depend on reliable infrared detection.
RO: Cercetătorii de la NYU Tandon School of Engineering au creat o alternativă ecologică la detectoarele infraroșii tradiționale, care folosesc metale grele toxice precum mercurul și plumbul. Lucrarea lor introduce puncte cuantice coloidale, care sunt particule microscopice sintetizate complet în soluție, capabile să detecteze eficient lumina infraroșie. Spre deosebire de detectoarele convenționale, care necesită o fabricație lentă și costisitoare atom cu atom, aceste puncte cuantice pot fi produse și aplicate prin metode scalabile de acoperire similare celor utilizate în imprimarea pe scară largă, reducând semnificativ costurile de producție și permițând o adoptare comercială extinsă.
Echipa de cercetare, condusă de profesorul Ayaskanta Sahu, a rezolvat o provocare majoră legată de obținerea unui material care să fie atât sensibil, cât și conductiv. Ei au folosit o metodă numită schimb de liganzi în fază soluție pentru a ajusta chimia de suprafață, obținând straturi uniforme și netede care transmit eficient semnalele electronice. Detectoarele rezultate pot răspunde la lumina infraroșie în câteva microsecunde și pot capta semnale extrem de slabe, demonstrând un potențial remarcabil, chiar dacă performanța lor este încă ușor inferioară celor mai bune sisteme bazate pe metale grele.
Împreună cu dezvoltările anterioare privind electrozii transparenți din nanofire de argint, această abordare oferă o bază pentru sisteme de imagistică infraroșie sustenabile și scalabile. Electrozii permit trecerea luminii și colectează eficient semnalele electrice, susținând matrici mari de imagini cu milioane de pixeli. Această combinație ar putea face camerele infraroșii pentru vehicule, telefoane mobile și dispozitive medicale mai prietenoase cu mediul și mai accesibile, sprijinind dezvoltarea tehnologiilor care se bazează pe detecția fiabilă a luminii infraroșii.
Source (NYU Tandon School of Engineering, “An eco-friendly way to see in the dark”, 22.09.2025)
Paper: Paul, S.J., Li, L., Li, Z., Kywe, T., Vataj, A. and Sahu, A., 2025. Heavy Metal Free Ag2Se Quantum Dot Inks for Near to Short-Wave Infrared Detection. ACS Applied Materials & Interfaces.
