Ein Forschungsteam am Indian Institute of Science Education and Research (IISER) in Pune (Indien) hat Leuchtdioden (LEDs) hergestellt, die Licht in zwei Wellenlängenbereichen gleichzeitig ausstrahlen und für eine vereinfachte die Frischeüberwachung von Obst verwendet werden können.
Normalerweise werden LEDs für Raumlicht-Anwendungen mit Phosphor beschichtet, das den weißen Sonnenlichtbereich gut abdeckt. Für den Forschungsfall der Lebensmittelkontrolle haben Angshuman Nag und sein Team eine Doppelbeschichtung entwickelt und dafür einen Perowskit-Kristall verwendet. Diese werden bisher z.B. in Solarzellen eingesetzt, aber auch für andere Technologien erforscht, da sie Licht einfangen und umwandeln können. Dieser Kristall wurde nun in doppelter Verwendung ebenfalls beschichtet - eine Hälfte mit Bismut, das ein warmweißes Licht ausstrahlte. Die andere Hälfte mit Chrom, die das eingefangene Licht daraufhin als Nahinfrarot ab.
NIR-Strahlung zeigt verborgene faule Stellen
Nahinfrarotlicht (NIR) ist bereits jetzt für die kontaktlose Lebensmittelüberwachung von Bedeutung, wie Angshuman Nag und sein Doktoran Sajid Saikia erklären: „Nahrungsmittel enthalten Wasser, das breite Nahinfrarotemission bei etwa 1000 Nanometern absorbiert. Je mehr Wasser [in Faulstellen] enthalten ist, desto stärker wird die NIR-Strahlung absorbiert und ein Bild, das unter Nahinfrarotlicht aufgenommen wird, zeigt einen dunkleren Kontrast.” Mit dem kontaktlosen Bildgebungsvorgang könne so unkompliziert der Wassergehalt an verschiedenen Stellen des Lebensmittels bewertet und somit dessen Frische bestimmt werden, führt Nag aus.
Kombi aus Augen und NIR als ideales Paket
Bei der Inspektion von Äpfeln und Erdbeeren fielen unter derart modifizierten LEDs dunkle Stellen auf, die auf dem normalen Kamerabild nicht zu sehen waren. Durch die Beleuchtung sowohl mit weißem als auch NIR-Licht hätten sowohl die normale Färbung mit bloßem Auge als auch verborgene schlechtere Stellen entdeckt werden können, so die Erkenntnis, die in der Zeitschrift “Angewandte Chemie” erschien. Für die Zukunft stelle er sich ein kompaktes Gerät vor, bei dem eine visuelle und eine NIR-Prüfung gleichzeitig möglich seien, so Nag. Das sei zwar aktuell noch eine Kostenfrage, doch aufgrund der allgemein unkomplizierten Herstellung von phosphor-konvertierten LEDs sei man zuversichtlich, dass auch die neu entwickelten dual emittierenden LEDs, die sowohl warmweißes als auch NIR-Licht ausstrahlten, in der Zukunft für diese Art von Anwendung eingesetzt werden könnten.
Für Interessierte gibt es hier den Original-Artikel: Broad Dual Emission by Codoping Cr3+ and Bi3+ in Cs2Ag0.6Na0.4InCl6 Double Perovskite - Saikia - Angewandte Chemie - Wiley Online Library
