Een sensor die zo klein is dat hij in een smartphone past, analyseert voedsel of plastic met nabij-infrarood licht.

Hoeveel vet bevat de melk die een koe produceert? Is de tomaat al genoeg gerijpt om te oogsten? Is de vis nog vers? En van wat voor soort plastic is de verpakking gemaakt? In de toekomst kunnen we het antwoord op dit soort vragen simpelweg meten met een speciale sensor op onze smartphones. Dat is althans de hoop van promovendus Kaylee Hakkel en haar collega’s van de faculteit Applied Physics aan de TU Eindhoven. 

Zij maakten een minisensor die op een kleine chip past en ‘nabij-infrarood’ licht kan meten – dat is licht met golflengtes die nét te groot zijn om zichtbaar te zijn voor het menselijk oog.

Op 12 januari publiceerden de onderzoekers hun uitvinding in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications en op 14 januari verdedigt Hakkel haar proefschrift over het onderwerp.

Spectrum

Het zichtbare lichtspectrum bevindt zich tussen ongeveer 380 en 800 nanometer, de nieuwe minisensor kan golflengten detecteren tussen 800 en 1750 nanometer. Uit het spectrum dat gemeten wordt – dus de relatieve hoeveelheid licht die aanwezig is per golflengte in dit bereik – kan de samenstelling van allerlei materialen worden vastgesteld. Het is een soort optische vingerafdruk van het materiaal in kwestie.

De sensor is inmiddels getest voor verschillende toepassingen, zoals het voorspellen van het vetgehalte van melk en het classificeren van verschillende soorten plastic. Dit deden de onderzoekers deels vanuit het speciaal hiervoor opgerichte startup bedrijf MantiSpectra

Het gebruik van spectraalmeters voor dit soort doeleinden is niet nieuw, zegt Hakkel in een persbericht van de TU Eindhoven, maar tot nu toe waren nabij-infraroodmeters te groot om snel en op locatie te kunnen gebruiken.

Ander onderzoek

Een plastic scanner, gebouwd door een student van de TU Delft. Ook deze kon verschillende soorten plastic van elkaar onderscheiden.

‘Maar waar wij onze sensor volledig geïntegreerd hebben op een chip, maakte de Delftse student gebruik van allemaal losse (commercieel beschikbare) elementen, die hij samenvoegde om het apparaatje te maken. Dat verhoogt de complexiteit in vergelijking met onze sensor’, vertelt Hakkel desgevraagd. 

Na haar promotie zal Hakkel aan de sensor verder werken bij MantiSpectra. ‘Het apparaatje kan bijdragen aan een schoner milieu en het aanpakken van voedselverspilling’, zegt ze, ‘en dat zijn toepassingen die voor iedereen belangrijk zijn.’