De menselijke hand als infrarood versleutelaar

Het werk is gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Het menselijk lichaam, inclusief de handen, zendt licht uit in het onzichtbare IR-bereik. Deze stralingsbron, zo merkten de onderzoekers op, zou mogelijk kunnen worden opgevangen en gebruikt in toepassingen variërend van signaalgeneratie tot coderingssystemen. Ze stellen verder dat omdat de hand meerdere vingers heeft, de IR die hij uitzendt, kan worden beschouwd als multiplex.

IR is een vorm van elektromagnetische straling met een golflengte langer dan wij kunnen zien. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het menselijk lichaam dergelijke straling afgeeft als gevolg van lichaamswarmte. Elektromagnetische straling draagt ​​stralingsenergie met zich mee en het gedrag ervan wordt geclassificeerd als zowel een kwantumdeeltje als een golf. Eerder onderzoek heeft ook aangetoond dat elektromagnetische straling kan worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder microgolven, radio’s en medische beeldvormingsapparatuur. En met name infrarood licht maakt nachtkijkers, spectroscopie-apparaten en medische apparaten mogelijk die worden gebruikt om brandwondenslachtoffers te behandelen.

Menselijke hand als natuurlijke en gemultiplexte IR-lichtbron. (A) een IR-afbeelding van een menselijke hand. (B) Stralingsspectra van een menselijke hand bij een temperatuur van 310 K en de omgevingstemperatuur bij een temperatuur van 298 K. (C) De gesimuleerde afbeelding van de bestralingssterkte (W / m2) in het vlak loodrecht op de menselijke hand. (D) Schematische illustratie van het gebruik van de menselijke hand als een enkele lichtbron (links) en een gemultiplexte lichtbron (rechts).  

In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers ontdekt dat de zeer kleine hoeveelheid IR die door de menselijke hand wordt uitgezonden, voldoende is om in verschillende apparaten te gebruiken. Het team begon met het maken van een apparaat dat de IR die door een hand werd uitgezonden kon scheiden van omgevings-IR. Vervolgens spoten ze een laag reflecterend materiaal op een basis van aluminium en ontdekten dat de twee apparaten samen konden worden gebruikt om bij omgevingstemperaturen berichten te versleutelen.

Ze merkten op dat wanneer een menselijke hand als lichtbron voor het apparaat werd gebruikt, de IR-straling ervan werd gereflecteerd door alle regio’s, waaronder de regio’s met een hoge IR. Door de grotere toename in IR kon het apparaat de IR-straling onderscheiden, wat een middel bood voor het inbouwen van een decoderingsproces. De onderzoekers suggereren dat hun apparaat bewijst dat door mensen met de hand gegenereerde IR voldoende is voor het bouwen van op IR gebaseerde apparaten. Ze merken ook op dat hun apparaat kan worden aangepast om het gebruik van vingers als coderingssleutels mogelijk te maken. "De integratie van de hand in een coderings- / decoderingssysteem maakt onkloonbare  informatiecodering / decodering op meerdere niveaus mogelijk."